为了解决我国新疆、甘肃、宁夏、蒙西等西部地区弱胶结软岩工程灾害防治和岩土工程建设中亟待解决的问题。本课题研究了“弱胶结软岩劣化机理及其本构关系研究、弱胶结软岩界面剪切渗流流变耦合损伤演化模型研究、弱胶结软岩工程灾害孕育与演化机理研究”等内容。其研究成果不仅解决了西部地区软岩工程中亟待解决的关键理论问题,为其它地区类似岩体工程建设和灾害防治提供了理论基础,有广泛的应用前景,而且丰富和发展了岩石力学学科理论。 本课题依托煤矿井巷工程,在不同含水率状态下进行系列岩块变形、破坏试验和岩样界面剪切渗流流变耦合试验,结合数值模拟和理论分析,掌握了典型弱胶结软岩劣化机理及其本构关系;揭示了弱胶结软岩界面的力学特性和几何形态与岩体等效变形模量和有效强度的相关性。提出了弱胶结软岩界面剪切渗流流变耦合模型和单裂隙岩体流固耦合本构关系;在基础上进行了系列数值模拟分析,推出了多界面软岩渗流流变耦合损伤演化方程和给出了强度准则,确定了与岩体基本力学性质和应力状态相关的岩体裂隙水渗透系数计算公式。揭示了开挖、水蚀对弱胶结软岩的劣化和岩体界面水岩耦合作用剪切破坏机制,遵循热力学框架和形变能等效原则,建立了弱胶结软岩损伤准则、流变损伤演化方程及其多界面剪切渗流流变耦合方程。 基于理论成果,结合典型工程进行正交数值分析和工程测试信息反演,研究弱胶结软岩在工程地质环境下,围岩开挖力学响应规律,揭示工程灾害孕育、发生机理,提出灾害度量参数,建立灾害预测模型。在我国西部弱胶结软岩矿区井巷工程、济南地铁岩土混合地层隧道、青岛地铁土岩胶结地层隧道、郑州软土层下穿黄河调水隧道、长沙市旁穿浏阳河富水砾石软土地层并下穿公路和铁路两用桥隧道等工程中应用。共发表期刊论文40篇,其中SCU收录5篇,EI收录5篇;国家授权发明专利8项。