1.堆石料颗粒破碎模拟的SBFDEM研究及程序研制
（1）在考虑堆石料真实颗粒形状的基础上，将每个颗粒用一个多边形离散单元表示，基于一种线性搜索算法对多边形-多边形之间的接触详情进行检索计算，引入基于势能原理的法向多边形/多边形接触模型及切向库伦摩擦模型，形成了一种多边形离散元计算方法，并开发了相应的程序PDEM。可以从颗粒尺度层面展示颗粒之间的相互作用以及每个颗粒的位移和转动，帮助进一步揭示颗粒的细观特性（形状，大小，材料特性等）对堆石料的宏观强度和变形的影响。
（2）通过结合多边形离散元（PDEM）与多边形比例边界有限元（Polygon-based SBFEM）提出一种用于研究堆石料颗粒破碎行为的新的数值计算方法（SBFDEM），可以将两种方法各自的优势同时发挥出来。离散单元法被用于求解颗粒的运动以及相互作用。在每一个时间步尾，采用比例边界有限单元法计算颗粒内部的应力分布。比例边界有限单元法可以仅用一个任意边数的多边形来描述一个颗粒，大大节约应力计算的成本。当应力状态确定之后，Hoek-Brown准则将被引入用于确定颗粒内部的破坏点，当破坏点达到一定的比例，视为这个颗粒将破坏。简化起见，假设破坏路径为直线，如果破坏发生，则该颗粒一分为二，各个新的颗粒将直接参与离散元和比例边界有限元的计算。该方法无需预定义任何子颗粒或网格重划分。
2. 结构化环境的三维重建技术研究
针对激光扫描仪不可避免的设备昂贵、外业复杂、体积大质量大不易携带、缺失颜色信息等缺点，研究高精度的图像扫描方法，形成基于可见光图像序列的全彩色高逼真三维重构技术，并对典型地形和建筑物进行三维模拟实验，为地形探测、建筑结构监测，甚至古建筑信息重构提供一种门槛低、使用方便、逼真度高的三维建模方案。在此基础上，进一步进行结构和力学分析，研究不同形状和结构建筑物的变形机理。此研究不仅能辅助原有对结构研究的方法，也能快速促进土木行业的信息化、多元化。
