▌ 工程地质界面多场耦合效应与灾变机理
工程地质界面是地层中两种或多种介质间的接触面，以及对三相介质迁移、物态变化和岩土体稳定性起控制作用的转换面，可分为物质界面、状态界面和运动界面3类。作为地质灾害孕育发展的关键带，界面在自然营力和工程活动的共同作用下发生复杂的多场演化。准确获取界面的多场演化信息，厘清界面的灾变动力学机制，是工程地质防灾减灾领域的核心科学问题。
本方向聚焦于工程地质界面在多场耦合作用下的力学行为及演化规律，针对滑坡、地面塌陷、隧道围岩失稳等典型界面控制型工程问题，融合多尺度监测技术与数值模拟方法，揭示界面剪切滑移、渗流-应力耦合等致灾机制，阐明多场耦合效应驱动下的界面灾变过程，建立复杂地质条件下界面变形破坏模型，提出基于界面调控的地质体稳定性优化策略。
▌ 地下空间多参量智能感测与风险评价
地下空间工程赋存于高应力、高水压与温度扰动交织的复杂环境中，深部围岩与结构的变形演化过程隐蔽性强、空间尺度大，对感知技术的覆盖密度和环境适应性提出了苛刻要求。分布式光纤传感（Distributed Fiber Optic Sensing，简称DFOS）以光纤兼作传感介质与传输通道，利用其几何一维特性，把多类被测参量（如温度、应变、振动、应力、湿度等）表达为光纤长度位置的函数，可对参量沿光纤全路径的连续分布及其时空演化进行原位感测。光纤本征无源、抗电磁干扰、耐腐蚀，可植入围岩与结构内部，天然契合地下空间狭长封闭、多场交织的恶劣环境，为地下空间多参量智能感测提供了理想技术载体。
本方向致力于解决隧洞、管线、基坑等地下工程多物理场（应力场、渗流场、温度场等）耦合作用下的动态感知与风险评估难题，开发基于光纤传感、物联网和人工智能的智能感测系统，实现地下结构变形、渗漏和围岩损伤的高精度实时感知；融合多源监测数据与机器学习算法，由多参量感知走向多场信息重构与融合诊断，构建地下工程风险动态评价模型，为灾变预警提供前兆判据。
▌ 地质灾害多元表征、预警与防治
滑坡、崩塌、泥石流、地面沉降、地面塌陷和地裂缝等灾害的孕育演化过程隐蔽性强、多场耦合复杂，灾害体的精准表征是预警与防治的前提。基于现场实测的光纤传感技术使边坡稳定性评估更为准确，在边坡坡体内布设直埋式紧套光缆，可捕捉坡体变形演化与滑动面形成全过程，进而推算边坡安全系数；大地探测与感知系统在泥石流、地面沉降、地面塌陷等灾害的预警预报中也正发挥日益重要的作用。借助光纤传感、粒子图像测速（PIV）、无线传感器网络（WSN）、超声波测距等多源监测技术，融合物质点法（MPM）、离散元法（DEM）等高性能数值仿真方法，可对边坡、堤坝、隧道等岩土结构体的受力变形进行精细化监测，动态掌握其稳定状态。在防治层面，挡土墙、抗滑桩、锚杆（索）、土钉等支护结构与岩土体的相互作用机理复杂，呈现很强的变形依赖性与时间依赖性，可用时效性力学模型加以描述；松散土体固结与蠕变耦合产生的时效变形则直接关系到工程的长期稳定性，分数导数型蠕变模型以参数少、精度高的优势，为软土长期沉降与时效变形预测提供了有效工具。
本方向针对滑坡、地面沉降、地面塌陷等地质灾害的防控需求，围绕灾害多元表征、预警模型与防治技术开展系统性研究，提出“空-天-地-内”一体化监测体系，整合卫星遥感、无人机LiDAR、地面传感器和地下钻孔数据，实现灾害体三维结构与演化过程的精准刻画；基于深度学习和多物理场耦合分析，研发地质灾害动态预警平台，显著提高预警时效性和准确性；探索基于生态-工程协同的柔性防护体系，结合锚固、排水和生态修复技术，形成多尺度减灾方案。
