4 地下工程环境灾变与结构可靠性
随着城市地下空间开发建设步伐的日渐加快，在不稳定的软土层中修筑地铁、隧道等地下工程，特别在暗挖施工遇到高水压下的流砂时，人工地层冻结技术是一种有效、快捷、环保的方法。在城市地下空间建设中，土层低温环境问题已引起土木工程界重视。
本方向的主要内容包括：
（1）土层人工冻结基础理论研究
开展城市地下空间建设中有关冻土力学特性、特殊条件下冻结壁结构的形成机理、冻结壁结构与周围土体的非线性相互作用规律等问题的系统研究。
（2）土层人工冻结设计方法研究
开展冻结壁结构在外荷载及受力状态的物理模拟和数值计算方法的研究，群孔温度场试验研究，冻土试样强度与冻结壁整体强度关系试验研究，土结冰温度的试验研究。
（3）土层人工冻结监测技术研究
开展冻结过程中的冻结壁位移和应力监测，冻结专用低温管材的研制及其连接方式的研究，开发冻结管断裂预警系统，冻结管低温性能模拟试验研究，人工冻结过程的检测与控制。
（4）地下结构工程全过程结构可靠性研究
从施工期间及正常使用维护阶段对地下工程进行全过程地下结构可靠性检测、评价，开展结构维护修复技术研究。