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提出了带相变的温度场、渗流场和应力场三场耦合问题的数学力学模型及其控制微分方程，导出了这一问题的有限元计算公式，对冻土隧道在渗流体积力和冻土蠕变及体积冻胀荷载作用下隧道衬砌和围岩的应力场和温度场进行了数值模拟,研究了三场之间的相互影响。建立了冻土粘塑性本构关系，创造性地提出了冻土工程地震的计算方法，对冻土隧道的地震响应进行了弹粘塑性有限元分析。提出了平顶四坡折板屋盖、组合抛物面薄壳屋盖、组合折板屋盖、交叉V型折板屋盖、组合截顶抛物面薄壳屋盖等多种结构新颖、力学性能良好的折板结构，对这些结构的内力，挠度和非线性特性进行了深入研究。提出了多孔介质对流换热的有限元算法，解决了青藏铁路抛石路基这类含有流体-固体藕合传热的温度计算难题。
2002年获国家杰出青年科学基金和“全国百篇优秀博士论文”奖，2003年被评为中科院“优秀百人计划”, 2004年获“全国优秀科技工作者”荣誉称号和“中科院优秀研究生导师奖”,并享受“政府特殊津贴”，作为第一获奖人获国家科技进步二等奖和省部级科技进步一等奖各一次, 曾六次获省部级科技进步二等奖。发表论文152篇，其中SCI论文53篇, EI论文50篇。
