本方向研究既有建筑地下空间开发关键技术，研究地下结构的安全支护以及日常运行维护，研究地下结构的抗震性能。

1、既有建筑地下空间开发

既有建筑的地下空间开发牵涉既有建筑的托换、既有建筑的地下空间开挖中桩基稳定性等关键科学问题。研究既有建筑地下空间开发技术，利用结构托换技术与微型桩技术相结合进行既有建筑地下空间开发利用，研究桩周土开挖过程中承载桩的受力机理及稳定性控制，并建立稳定系数计算方法。研究托换结构与微型桩共同作用机理，研究增设多层地下室方法，建立既有建筑地下增层成套技术。

2、地铁、隧道等地下结构安全与日常运维

针对目前山东省地铁、隧道、管廊结构等地下空间结构的大规模建设，研究济南富水地层地下空间施工关键技术、土岩地层的地下结构支护技术，揭示支护结构全寿命质量演变机制，建设智能化全系统质量监控系统(如济南地铁区间隧道管片全寿命质量监控系统)，提出缺陷快速检测及修复技术并研发相关设备。

3、地铁、隧道等地下结构抗震

研究地下空间结构的抗震性能，研究土岩交接地层浅埋地下结构的地震响应机理，建立岩土体与结构的整体分析模型。考虑岩土介质随机性及空间相关性、地震动时频非平稳特性等因素，建立岩土随机场模型，考虑地震动时域与频域非平稳特性，研究地震动演变功率谱，并生成随机地震动加速度时程；通过拟静力试验与数值分析相结合研究地下结构的破坏机制，得到横向地震作用和纵向地震作用下的失效准则，建立极限状态方程，结合近年来发展起来的概率密度演化方法，得到地下结构的随机地震响应与抗震可靠度。