该论文主要研究应力场、渗流场耦合理论及其在长江沉管隧道工程中的应用,主要解决了以下几个关键问题:1.数学模型:研究应力场、渗流场和流场耦合系统的特征,建立该系统的数学模型.所建立的数学模型是一组微分方程和一定的边界条件和初值条件.2.变分原理:为了求解上述偏微分方程组,该文成功地建立了应力场、渗流场和源流场耦合系统的广义变分原理和应力场、渗流场和流场耦合系统定边值定初值问题的变分原理.3.有限元程序:研制计算机程序实现应力场、渗流场、流场耦合问题的理论分析方法.采用了C++语言和面向对象的编程思想,把编程的工作重点放在矩阵、结点、单元、荷载、材料等类型上,研制面向对象的有限元程序,提高了编程效率.4.工程应用:将该论文中的理论分析方法和计算程序应用于长江沉管隧道工程.由于该论文的工作,使得求解应力场、渗流场、流场耦合问题成为可能.5.边坡稳定分析最优控制法:结合有限元法、极限平衡理论、常微分方程的数值解法和最优控制理论等,提出用于边坡稳定的最优控制分析法.从分析边坡应力分布入手,确定抗滑能力最小的曲面,计算相应的安全系数,其最小值对应临界滑裂面的位置.6.理论及试验研究水下砂质边坡的稳定性:设计试验装置,试验研究水下砂质边坡表面颗粒的局部稳定性,并且和理论分析结果比较,可见试验结果是合理的和可靠的.