地下开挖面处的砂土地层的流动与开挖损失预测是环境保护与风险控制的关键。而饱和砂土地层开挖面的不稳定特性和破坏脆性决定其在地下工程中产生的地层损失相当难于评价。在叠加往复振动条件下，位移中的砂土颗粒受到振动激励而加速运动，加剧开挖面的水土流失。而砂土拱效应又会导致这种地层损失的滞后假象而误导工程师的判断，延误处理时机而致重大灾害。因此，研究这一课题具有重要的理论与实践价值。采用宏细观力学相结合，通过地下开挖模拟实验，研究砂土在振动及多相压力介质支护条件下开挖面的颗粒流动与地层移动规律，分析地层损失机理；采用基于动态松弛渐进性破坏有限元与颗粒流数值模型实验，分析振动对饱和砂土拱效应及削峰效应的影响以及地层位移扩展的时效特性；最终建立往复振动下基于砂土细观颗粒流的地层移动预测新理论与新方法，为地下开挖工程的超前预报与风险控制提供科学指导。
