作为课题负责人，主持国家自然科学基金青年基金、湖北省自然科学基金等科研项目5项，主要研究软岩堆石料劣化效应和软岩坝基重力坝稳定性。作为国家重点研发计划“深厚覆盖层上特高土石坝建设与安全保障技术”课题联系人，负责协助课题负责人统筹整个课题研究内容，负责研究深厚覆盖层坝基防渗系统设计技术。作为科研骨干，参与国家自然科学基金面上项目2项，分别负责研究堆石料流变特性和极端事件与气候变化对水库大坝影响及应急处置；参与研究构皮滩水电站大坝工作性态反馈分析。主要学术贡献及其科学价值如下：

1 堆石料流变特性研究及本构模型构建

针对堆石坝后期变形预测问题，开展了堆石料流变特性的研究，建立了堆石料广义塑性本构模型和可反映堆石料流变的黏弹塑性本构模型。取得的主要创新成果：

（1）提出了一个形式简洁、参数确定简单的堆石料应力剪胀方程，该方程可以反映堆石料低围压下剪胀、高围压下剪缩的特性，并可以反映颗粒破碎引起的剪胀比非线性变化特性；

（2）提出了反映堆石料颗粒强度变化的固相硬度衰减模型，该模型可以反映堆石料的流变机理，且得到了堆石坝实测资料的验证；

（3）建立了一个可统一考虑加载与流变过程的堆石料黏弹塑性本构模型，并开发了相应有限元计算程序。

该研究成果可用于定量预测高堆石坝后期变形，对于确保堆石坝安全运行具有重要意义。

2 软岩堆石料劣化效应研究

针对利用软岩料构筑堆石坝存在的特殊性问题，根据已有工程的现场和室内试验结果，分析软岩堆石料的级配及强度变形、渗透、流变等工程力学特性，对利用软岩料构筑堆石坝时应重视的几个问题提出了相应的建议；基于试验资料分析了环境因素作用下软岩堆石料劣化效应。取得的主要创新成果：

（1）系统总结了利用软岩料构筑面板堆石坝应重视的关键问题；

（2）得到了软岩堆石料劣化变形规律，建立了颗粒劣化模型；

（3）揭示了环境因素作用下软岩堆石料劣化机理。

该研究成果为开展软岩堆石坝长期安全性研究奠定了理论基础，建立的颗粒劣化模型可用于构建软岩堆石坝长期性能演化模型。

3 软岩坝基重力坝稳定性研究

基于软岩坝基上已建混凝土重力坝工程资料，综合分析了控制软岩坝基稳定的主要地质因素，系统总结了软岩岩体特征及其力学特性，利用统计分析方法建议了相应的极限坝高经验公式，基于建立的软基-坝体系统数值模型，利用有限元数值方法探讨了软岩坝基条件下系统失稳破坏过程，并分析了软岩坝基条件下不同坝高混凝土重力坝的适宜性。取得的主要创新成果：

（1）得到了软岩坝基上重力坝典型失稳模式和破坏过程，提出了最大可能坝高与坝基岩体力学参数相关性经验统计公式；

（2）从工程经验公式与有限元数值计算两方面综合分析得到了特定软岩坝基条件下混凝土重力坝的极限坝高。该方法将工程类比法与数值计算相结合分析混凝土重力坝适宜性，拓展了筑坝适宜性研究手段。

该研究成果对保障软岩坝基上混凝土重力坝安全至关重要，对提高在软岩地质条件下筑坝技术具有重要的理论意义和工程应用价值。