巖土地震工程：

（1）飽和多孔介質(zhì)動(dòng)力學(xué)的理論和數(shù)值求解方法的研究；（2）飽和土壤地震液化分析、判別及其危害性研究；（3）室內(nèi)土動(dòng)、靜力試驗(yàn)方法和技術(shù)研究；（4）土工結(jié)構(gòu)地震穩(wěn)定性計(jì)算分析；（5）大型地震模擬振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)；（6）室外現(xiàn)場(chǎng)土動(dòng)力學(xué)及結(jié)構(gòu)參數(shù)測(cè)試分析。

地震工程：

（1）近場(chǎng)波動(dòng)數(shù)值模擬理論和數(shù)值求解方法研究。（2）復(fù)雜場(chǎng)地地震波傳播規(guī)律和場(chǎng)地效應(yīng)研究；（3）工程場(chǎng)地地震安全性評(píng)價(jià)工作。

砂土地震液化引起的地面?zhèn)纫坪蜋M向擴(kuò)展是引起岸邊結(jié)構(gòu)、生命線工程破壞的主要原因之一，我國(guó)對(duì)這一破壞的機(jī)理和計(jì)算分析研究的較少。本人在國(guó)內(nèi)較早開展了這方面的研究工作，對(duì)砂土液化誘發(fā)的地面?zhèn)鹊臋C(jī)理及影響因素進(jìn)行了全面的分析和研究，利用Newmark滑塊模型及有效應(yīng)力原理，考慮孔隙水壓力增長(zhǎng)對(duì)砂土抗剪強(qiáng)度的影響，提出了計(jì)算砂土地震液化誘發(fā)地面永久側(cè)移的計(jì)算方法。

對(duì)飽和多孔介質(zhì)動(dòng)力學(xué)方程組的數(shù)值計(jì)算方法進(jìn)行了研究，提出了一個(gè)交替方向隱式差分?jǐn)?shù)值方法，并證明了其數(shù)值計(jì)算是穩(wěn)定的。 在近場(chǎng)波動(dòng)數(shù)值計(jì)算問題中，常用的數(shù)值方法（如有限元和有限差分方法）必須引入人工邊界才能完成數(shù)值計(jì)算過程。目前最廣泛使用的人工邊界是廖振鵬院士提出的多次透射公式，但長(zhǎng)期以來對(duì)多次透射公式的穩(wěn)定性問題一直認(rèn)識(shí)不清，在一定程度上限制了透射公式的應(yīng)用。

本人在廖振鵬院士的指導(dǎo)下，對(duì)多次透射人工邊界與顯式有限元格式結(jié)合計(jì)算近場(chǎng)波動(dòng)問題時(shí)的精度和穩(wěn)定性問題進(jìn)行了深入的研究，給出了多次透射公式時(shí)域計(jì)算時(shí)的真實(shí)反射系數(shù)的概念和多次透射公式精度的估計(jì)。利用GKS定理證明了多次透射公式與顯式有限元格式結(jié)合不但存在零頻漂移失穩(wěn)，而且還存在高頻震蕩失穩(wěn)，并對(duì)失穩(wěn)機(jī)制給出了合理的解釋。同時(shí)通過分析也指出零頻漂移失穩(wěn)可以通過對(duì)透射公式的修正而消除，對(duì)高頻失穩(wěn)可以采用適當(dāng)?shù)拇胧┭舆t失穩(wěn)的發(fā)生，從而保證近場(chǎng)波動(dòng)數(shù)值模擬順利完成。另外還利用GKS定理證明了多次透射公式與顯式差分算法結(jié)合僅存在零頻漂移失穩(wěn)，而不存在高頻震蕩失穩(wěn)。這一工作對(duì)透射邊界理論具有重要意義。

提出了近場(chǎng)波動(dòng)數(shù)值計(jì)算的應(yīng)力-速度有限元解耦交疊格式。

提出了一個(gè)適合動(dòng)靜荷載同時(shí)存在情況下的人工邊界條件組合方式。對(duì)粉土地震液化問題進(jìn)行了動(dòng)三軸和小型振動(dòng)臺(tái)的實(shí)驗(yàn)研究，提出了適合粉土地震孔隙水壓力增長(zhǎng)的初步模型，并在地震模擬振動(dòng)臺(tái)上完成了粉土大模型的地震液化試驗(yàn)（模型箱尺寸3.8×2.0×1.6米），試驗(yàn)結(jié)果為京滬高速鐵路徐州段的粉土地基的液化判別和施工方案提供了重要的參考意見。利用飽和多孔介質(zhì)動(dòng)力學(xué)理論，通過數(shù)值計(jì)算研究了復(fù)雜介質(zhì)條件和復(fù)雜地形條件對(duì)地震波傳播的影響，重點(diǎn)研究了欠飽和土對(duì)地震波傳播的影響，得出了一些有意義的結(jié)論。