在阐述高放射性废物深地质处置库内膨润土胶体吸附迁移特性的基础上,总结了胶体与核素的共迁移试验、作用机理和模拟等方面研究成果。结果表明,膨润土胶体的吸附、迁移性受胶体浓度、地下水离子强度和pH影响显著,已有成果难以评价膨润土胶体对核素的吸附能力以及胶体的迁移能力。实验室动态柱试验和原位偶极子流场试验都关注到可移动胶体对核素迁移的促进作用以及过滤胶体对核素迁移的阻滞作用,但缺乏原位远距离胶体和核素共迁移试验成果。膨润土胶体和核素共迁移效果受胶体的吸附-解吸和胶体过滤作用控制,鲜少考虑介质的阻塞作用。双重渗透率模型和双重孔隙介质模型能够模拟特定条件下膨润土胶体和核素的共迁移穿透曲线,但考虑的裂隙系统简单,未考虑核素的竞争吸附效应。最后,提出了试验和理论方面的研究建议。

针对深埋大型地下洞室地震波场特性,考虑近场斜入射地震动的方向性、多面性和非一致性,通过将场地地震反应转化为人工边界上等效荷载实现了深埋地下洞室地震波斜入射。针对地震作用下互层岩体层间的动力相互作用特点,建立考虑层面震动劣化效应和黏结滑移特性的动接触力算法。由此构建地震动斜入射下深埋互层岩体地下洞室地震响应分析方法,将该方法应用于阿扎德帕坦水电站地下厂房地震损伤演化分析中,研究结果表明：斜入射地震动加剧了衬砌结构的位移和应力响应,主要体现在波动幅值上,厂房上部边墙和顶拱损伤破坏程度最大；考虑动接触后,层面附近洞室的地震响应增大,岩层间产生明显的地震劣化现象和剪切滑移破坏,层间错动更加明显,最大错动位移在5.9 cm处趋于稳定；并从横向和纵轴向两个角度归纳总结了互层岩体地下洞室结构的震损特征和破坏模式。

传统非共轴理论中非共轴塑性应变率与非共轴应力率之间通常采用线性假设并且二者始终同向,这与土体实际的非共轴变形特性不相符。为了弥补这一缺陷,首先基于数学推导证明了总应力率可以分解为6个正交方向上的分量应力率之和,由此揭示出传统非共轴理论中定义的非共轴应力率是由多项正交分量所构成。针对非共轴应力率中的每一正交分量,基于广义塑性力学,通过直接定义加载强度指标、塑性模量和塑性流动方向建立相应的非线性加载机制描述其所诱发的塑性变形。将总的非共轴塑性变形视为每一分量诱发的塑性变形之和,从而建立了一种广义形式的非共轴理论。推导了基于广义非共轴理论建立土体弹塑性模型时的应力应变关系式。针对模型评估的数值试验显示了广义非共轴理论的合理性,从而表明了新建理论能够为土体非共轴模型的建立提供更为广泛的理论基础。

炉渣颗粒土是火电厂发电过程中煤炭燃烧产生的一种颗粒废弃物,近年来经常作为边坡和路基回填材料在工程建设中使用。对6种不同产地的炉渣颗粒土进行了单颗粒破碎试验,发现炉渣颗粒土的单颗粒强度显著低于天然砂土,具有较大的破碎性。随后,开展了一系列排水三轴剪切试验,研究了颗粒形状、压实度和围压对其剪切特性的影响。三轴试验结果表明,压实度可以显著提高炉渣颗粒土的初始刚度及峰值抗剪强度。相较于自然砂土,炉渣颗粒土拥有较大的峰值摩擦角,作为回填材料可提供较大的承载力。另外,炉渣颗粒土的峰值摩擦角随着围压的增大而降低。分析结果揭示颗粒形状和单颗粒强度均是影响炉渣颗粒土抗剪强度的重要因素。在不同的围压水平,两者对峰值抗剪强度的影响程度有所不同。另外,通过图像分析法获取了不同种类炉渣颗粒土的多种形状参数,发现炉渣颗粒土的圆度和球度都显著小于大部分自然砂土,表明该类颗粒材料拥有较为复杂的颗粒形状。分析结果还表明炉渣颗粒土的临界状态摩擦角与炉渣颗粒土的各个形状参数都存在一定程度的关联性。采用了一个新的能够考虑多种颗粒形状因素影响的综合指标,建立了其与临界状态强度和临界状态线位置参数的经验关系表达式。

颗粒形态和级配情况等是影响碎屑颗粒流（如滑坡、泥石流、岩崩等）运动的重要因素。基于沃洛诺伊镶嵌原理的随机生成方法创建了不同长细比不同级配的多面体颗粒,引入势粒子算法用于考虑颗粒间的接触作用,根据室内试验确定了离散元接触模型的各项参数,对考虑级配和形态的颗粒柱坍塌特性开展数值试验,研究结果表明：①颗粒柱的归一化堆积高度随颗粒的长细比和中值粒径d₅₀的减小而减小,归一化跑出距离则随其减小而增加。②堆积过程中不同工况的相对静止角$\alpha$为61.49°～64.99°,且变化规律与归一化堆积高度变化一致。③不同工况的归一化能量耗散为27.1%～35.5%,且转动动能仅占平动动能的8.20%～9.05%。④归一化动能和颗粒配位数呈现负相关的关系,归一化动能达到峰值时颗粒配位数也达到最小值。⑤崩塌过程中强力链一般分布在滑动堆积体的中下部区域,形成力链传递的“拱效应”。中值粒径d₅₀和长细比增大会减少强力链的数量,接触力传递的路径少而集中,从而限制颗粒在堆积过程中的运动。