目前工程力学行为和安全分析方法仍不能满足实际需求, 照搬已有人工智能方法不能从根本上满足工程对输出结果稳定性和可靠性的严格要求。针对这一问题, 通过模拟专家思维和决策过程, 将以力学分析方法为代表的“机理”和多源信息同化后的“数据”实时耦合, 以工程的力学分析模型为核心建立了多源数据同化-质量评价方法、机理-数据耦合驱动的人工智能方法和跨工程协同分析方法等3个主要方法, 逐层递进提出工程域人工智能理论, 构建新一代的工程智能体, 实现从“人工智能单向赋能工程”到“人工智能与工程一体化构建”的质变。针对堰塞坝、边坡和风力发电机群等重要工程建立人工智能系统, 开展工程服役性能演化预测分析。实际应用表明, 工程域人工智能理论突破工程领域数据数量偏少、质量参差不齐、多源且关联弱等问题的制约, 克服力学分析方法难以考虑工程及环境复杂条件、工程材料结构参数难以精准测定等困难, 实现工程变形溯源、行为预报、风险预警、调控预演等功能, 为工程安全及其高效运行提供科学技术支撑。

近年来, 黏弹性减震技术被引入土木结构振动控制领域, 用于结构的抗震性能提升。该文自主研制高阻尼黏弹性减震器(HDVED), 较好地解决黏弹性减震器在土木结构中的中高温域环境服役且在地震作用下低频减震控制的关键问题。为揭示频率、温度和位移幅值对 HDVED 力学特性和减震耗能性能的影响规律, 在不同频率、温度和位移幅值下对 HDVED 进行动态力学性能试验研究。结果表明, HDVED 在中高温域且低频率加载下表现出优异的减震耗能能力和环境适应能力, 其动态力学性能和耗能能力对频率、温度和位移幅值均表现出较强的依赖性且耦合效应明显。在此基础上, 提出 HDVED 的等效内变量高阶分数导数模型, 并对该模型的有效性和准确性进行试验验证。结果表明, 所提出的等效内变量高阶分数导数模型能够综合描述激励频率、环境温度和位移幅值对 HDVED 动态力学性能的影响。该模型能够较准确地预测在不同频率、温度和位移幅值下 HDVED 的力学性能。可为黏弹性减震结构动力响应分析与设计提供重要基础。

将结构视为多自由度系统，结构上每个屈伸律动者视为单独的弹簧-质量-阻尼器系统，采用影响系数法和振型分解法推导正则坐标下的耦合系统运动方程。采用状态空间法建立耦合系统的状态向量和人群屈伸律动荷载时程之间的频响函数。基于随机振动理论推导耦合系统运动方程的谱分析解，用于计算结构加速度响应的自功率谱与均方根值。理论预测结果与大跨楼板的现场实测响应结果对比表明，所建议的谱分析模型和计算方法合理，可用于人群屈伸律动荷载作用下结构响应的分析与计算。

装配整体式地铁车站结构中，预制构件主要由后浇混凝土和灌浆套筒连接，设计目标为"等同现浇"，但其构造与现浇车站相比仍存在较大差异，结构的地震变形特征是否仍可"等同现浇"需要进一步研究。该文以北京地铁实际工程为背景，开展了场地-装配式整体式地铁车站结构的大型振动台模型试验，针对结构的位移和变形响应开展了分析，包括水平、竖向绝对和相对位移，以及角位移等。结果表明:结构的水平向地震响应主要受控于周围土体的响应，但竖向响应未能被有效抑制，结构整体产生了0.03以内的角位移响应;同时试验中地下一层和二层的峰值层间位移角较大，并伴有小于0.2mm的水平和竖向不可恢复变形，但试验后未见结构有明显损伤，这表明预制构件在节点区产生了相对运动。

悬索桥并置双主缆的缆间间距小，气动干扰效应显著，尤其在无吊索约束的施工阶段，主缆频率低、断面形状不断变化，极易发生大幅有害风致振动。以主跨2180 m的某超大跨径悬索桥的单侧并置双主缆方案为工程背景，设计并制作双主缆施工阶段5种典型截面节段模型，进行多工况下双主缆测振风洞试验，研究单侧并置双主缆在施工期的风致振动特征，并与典型振动工况同参数单主缆风致响应进行对比研究。结果表明：5种典型截面双主缆节段模型均发生大幅度风致振动，最大振幅标准差值高达8.7 H；不同风向角和风攻角下双主缆风致振动特征存在明显差异，双主缆施工期风致失稳的可能机理主要包括：主缆自身不稳定外形及缆间气动干扰耦合作用机理、缆间气动干扰单独作用机理、主缆自身不稳定外形单独作用机理；双主缆在架设早期风致失稳问题最为严重，随着双主缆架设的推进，失稳最大振幅呈现减小趋势。

以三层组合梁为研究对象，开展考虑双界面滑移的几何非线性有限元分析方法的研究。首先，基于三层组合梁的弹性力学基本方程，即平衡、几何以及物理方程，建立其位移控制微分方程，利用直接刚度法推导出局部坐标系(共旋坐标系)下具有“精确”特点的几何线性单元刚度矩阵，其中离散的柔性抗剪连接件用连续界面黏结滑移模型模拟；其次，利用几何非线性分析的共旋坐标法导出结构坐标系与局部坐标系(共旋坐标系)之间的转换矩阵，建立结构坐标系下三层组合梁单元的几何非线性切线刚度矩阵，对应的等效节点力矩阵可同时求得；最后，针对实际工程中施加于三层组合梁的集中力作用点以及边界约束点与有限元模型节点不一致而导致的偏心效应，该文采用刚臂以及力等效的原则予以考虑。综合上述成果建立三层组合梁考虑双界面滑移的几何非线性有限元分析方法，研制出相应程序，对三个典型三层组合梁算例进行分析，与已有文献计算及试验结果的对比验证该文方法及程序的正确性与可靠性。

该文针对传统基桩声波透射法检测的局限以及三维层析成像技术的不足，提出一种基于三维空间路径追踪的基桩超声波层析成像优化算法。通过优化空间场源点分布，利用Dijkstra算法在三维空间内精确追踪弹性波传播路径，并结合改进SIRT算法，实现对混凝土基桩内部结构的可视化以及潜在缺陷的快速定位与量化评估。随后，通过有限元分析软件ABAQUS开展数值模拟验证，并分析关键技术参数包括换能器布置密度、场源点加密系数及缺陷特征等对三维层析成像结果的影响。最后，将所提出优化算法应用于浙江省杭州市钱塘江某大桥桩基础实际工程测试案例，结果表明该技术能够准确定位混凝土缺陷位置并提供缺陷类型及程度参考，有望为基桩超声波透射法检测技术创新提供理论基础和技术支持。

聚合物改性膨润土(PMB)因其低渗透性和优异的抗盐能力，已成为工业固废防渗领域的研究热点。然而，目前关于PMB在真实尾矿库服役环境中的研究与应用仍较有限。系统比较PMB与钠基膨润土(NaB)在不同污染环境下的膨胀性和重金属吸附性能，评估聚合物改性膨润土-砂(PMB-S)与NaB-砂(NaB-S)混合物的渗透性能，并进一步探讨磷矿现场弃渣作为基质材料与PMB混合用于防渗的可行性。结果表明，PMB在pH 2～pH 12范围内自由膨胀指数始终>50 mL/2 g，显著高于NaB；同时，其对Pb2+和Cu2+的吸附性能也优于NaB，尤其在酸性环境下，去除率分别提高58.42%和61.31%。PMB-S混合物的渗透系数明显低于NaB-S，且在多数污染环境下可稳定低于1×10-8 cm/s。PMB与三种磷矿弃渣混合物的渗透性能与PMB-S接近，验证弃渣作为防渗基质材料的可行性。通过在强碱性铅锌矿和强酸性磷石膏尾矿库开展原位防渗工程示范，进一步验证PMB-S在实际工况下的防渗与污染阻隔性能。

为研究高寒冻融气候及盐渍土环境对纤维混凝土的细观结构影响，以聚丙烯腈纤维混凝土（PANFRC）为例，开展复合盐腐蚀冻融耦合（盐冻）耐久性试验。采用超声平测法和对测法研究 PANFRC 的损伤层厚度和内部缺陷发展规律，并进一步基于 NMR 技术和孔隙分形理论详细分析孔隙结构的演变过程。结果表明：盐冻耦合作用下损伤层厚度逐渐增大、损伤层抗压强度减小，导致整体抗压强度降低且二者呈线性关系；试件中部声速下降快、缺陷区域扩大明显，为最不利区域；当纤维掺量大于 1.5 kg/m³ 时声速损失较少、限制缺陷发展明显且改善韧性效果更强；随着盐冻次数增加微孔比例降低，大孔与微裂隙比例增加，小中孔合计比例增大，孔隙结构发育呈增维过程，小孔喉联通转化为超大孔喉及裂隙孔喉是细观劣化的重要原因。

为了精准复现交通荷载作用下公路路基三维应力状态与服役性能演化过程，研制一种考虑应力主轴旋转的公路路 基服役性能试验系统。路基服役性能试验系统主要是以加载系统为核心、全数字伺服控制系统及数据采集系统等辅助模块组成。根据交通荷载作用下路基土单元全应分量（3 个正应力、3 个切应力）的时程特征，设计以 4 个动态作动器及 3 个静态作动器为核心的加载系统，通过静动协同加载来实现不同层位路基土单元的应力主轴旋转效应。基于交通荷载作用下公路路基动力响应理论模型，结合加载系统的机械结构与空间特征，建立公路路基三维动应力复现理论，并提出由“应力谱”到“加载谱”的转化方法。基于该试验系统，开展汽车荷载作用下公路路基内部三维应力状态验证试验。结果表明，各静动伺服作动器的实际输出荷载偏差低于 1%，表明研制的路基服役性能试验系统能够精准复现交通荷载作用下路基内部的三维应力状态；路基内部的竖向动应力沿深度方向逐渐衰减，土单元所经历的应力路径呈近似“心形”，并且各动应力分量时程曲线与竖向动应力衰减规律均与理论计算结果有较高的吻合度。虽然该试验系统的加载装置在加载过程中位置不变，但是依然可以通过“七缸联动、协调加载”的方式复现交通荷载“远-近-远”移动过程中路基工作区不同深度土单元的动力响应。因此，该文研制的路基服役性能试验系统为开展真实应力条件下公路路基服役性能演化规律研究提供新思路、新方法和新技术。