针对高海拔寒区露天矿台阶高度优选问题，提出了一种考虑冻融循环影响的多目标决策方法。基于铲装设备选型与底盘抵抗线等参数，确定台阶高度初选范围为12~18 m，并设定7个备选方案。采用GeoStudio软件对冻融循环25次后的边坡稳定性进行数值模拟，得到各方案安全系数为1.196~1.214；构建矿石贫损模型、穿爆成本模型及矿岩运输功模型，计算各方案在贫化率、损失率、穿孔成本、爆破成本及运输功等指标下的效果值。在此基础上，运用熵权法确定各指标权重，计算备选方案综合评分。结果表明：15 m台阶方案综合评分最高（0.5166），为最优方案。该方法将冻融循环力学效应纳入多目标评价体系，为高海拔寒区露天矿台阶高度设计提供了量化决策依据。

以某浅埋软岩地下工程为背景，进行了大量隧道地表轴向爆破振动监测。基于监测数据，通过概率分布研究确定了质点峰值振动速度（PPV）符合对数正态分布特性。针对PPV的随机性特征，引入对数正态分布理论和置信度水平分析方法，将PPV衰减模型与概率分布函数相结合，构建了爆破振动安全预测及控制模型，并应用于工程敏感地段。结果表明，当爆破方案的最大单段药量为43.2 kg时，2^#敏感点与爆源水平距离需大于35.044 m方可满足 95% 置信安全标准；当爆破方案的最大单段药量为18.6 kg时，2^#敏感点与爆源水平距离需大于25.660 m方可满足 95% 置信安全标准。基于此模型，对隧道敏感地段制定差异化爆破管控方案。该方法为同类软岩地下工程爆破施工提供了理论支撑。

为理解岩石内部交叉裂纹的劈裂拉伸行为，基于室内试验获取的岩石物理力学参数，开展二维颗粒流（PFC2D）离散元劈裂模拟试验。结果表明：预制裂纹试样抗拉强度低于完整试样，主裂纹与受力方向夹角为0°~60°时，试样峰值强度随次裂纹角度增大而减小，60°~90°时，试样峰值强度随次裂纹角度增大而增大，总体上试样抗拉强度遵循“主次裂纹角度差值越大，抗拉强度越小”的规律；劈裂作用下，预制裂纹不改变试样的受力类型，仅降低其受力强度；交叉裂纹试样的微裂纹以拉伸微裂纹为主，微裂纹萌生于预制裂纹尖端附近，随荷载施加向加载端扩展、贯穿，导致试样失效；岩石破坏时内部能量发生不可逆转化，当加载至弹性应变能储存极限时，其迅速转化为耗散能，用于微裂纹发育扩展、颗粒移动等，此时伴随大量声发射事件，微裂纹数量呈指数增加。

针对高边坡爆破开挖过程中爆破振动信号易受噪声干扰、有效特征难以准确提取的问题，提出一种基于自适应噪声完备经验模态分解（CEEMDAN）与小波阈值联合的降噪方法，结合均值判比法、样本熵、相关系数对爆破振动信号进行预处理。通过仿真信号和实际爆破振动信号对所提方法进行验证。仿真结果表明，所提方法信噪比（SNR）达到27.80 dB，均方根误差（RMSE）为0.2091，降噪性能优于其他4种方法。工程应用结果表明，该降噪方法能够有效抑制高频噪声，提高爆破振动信号时频分析的分辨率与稳定性。进一步分析发现，爆破振动信号主频主要集中于10~60 Hz，能量集中分布于16~125 Hz；滚石触地信号主频主要位于40~720 Hz，频谱结构更为复杂，能量主要分布于62~1000 Hz。

针对RMR法、Q系统法与BQ法等岩体质量分级方法的分级结果存在差异、可信度难确定的问题，提出一种基于层次分析法（AHP）、模糊综合评价（FCE）与D-S证据理论的岩体质量分级可信度评估方法。首先通过AHP-FCE模型得到岩体质量等级的评估向量，将3种分级方法的评估向量作为独立证据体，引入D-S证据理论与可信度加权模型融合修正多源证据，从而获得一个综合多源信息的最优岩体质量分级结果。在此基础上，利用MATLAB GUIDE创建岩体质量分级可信度计算平台。以平安磷矿二矿16组实测数据进行验证，结果表明，该方法所得评估结果较任一单一分级方法更符合工程实际；经可信度加权模型修正后，16组原始证据的冲突系数由0.60～0.82降至0.01以下，有效解决了多源证据冲突问题，提升了岩体质量分级结果的可信度。

以内蒙古某露天矿边坡为研究背景，通过现场监测、室内试验和理论分析相结合的方法，对边坡软岩蠕变特性进行了研究。边坡雷达与GNSS实时监测系统发现，边坡北帮东侧蠕变变形较大，需重点防护。当轴向应力超过长期强度时，软岩表现出瞬时变形、衰减蠕变、等速蠕变和加速蠕变特征。软岩蠕变变形和蠕变速率与轴向应力呈正相关关系。将弹性元件、分数阶元件和非线性黏塑性体进行组合，建立了边坡软岩非线性蠕变模型，该模型能较好地描述边坡软岩的蠕变全过程，拟合度高于传统Burgers模型，适用性良好。