围绕地区岩土与地下空间需求，发展与完善地下空间设计理论与方法，系统研究施工期安全性能和运营期服役性能的关键科学问题，探究全寿命期性能演化规律，深入开展绿色地下工程规划问题研究，减小或避免各类地下空间灾害问题。
（1）地下工程全寿命设计与性能演化理论
发展地下空间结构全寿命性设计方法，研究地下结构材料性能演化机理，发展地下结构服役性能演化分析方法，探究地下结构物全寿命期性能演化规律；研究黄土地下空间病害发展机理、健康评估方法、检测技术和建养一体化方法，形成完整的运营维护理论体系。
（2）地下工程稳定性评价与安全控制理论
研究地下工程围岩的本构特性，发展多场环境的物理及数值模拟方法，探讨地下空间中围岩的失效机制与控制方法，研究地下结构破坏机理的试验与数值模拟方法，发展连续—非连续数值模拟方法，解决地下空间的稳定性评价问题，开展地下结构全过程动态分析与可靠度理论研究，发展地下工程微扰动施工技术。
（3）地下工程多场耦合理论与灾变控制
研究温度、应力、时间、渗流等多场耦合作用下储库围岩的力学行为，揭示其损伤机理，建立多场耦合下围岩损伤演化本构关系及强度理论；揭示储库地表沉陷成灾机制，建立沉陷致灾模型和评估体系，提出控制地表沉陷灾害的理论和方法；研究储库油气渗透和迁移规律，揭示围岩渗透灾害演化规律和成灾机理，提出储库渗透灾害预测与控制理论。
（4）智慧型城市地下空间绿色规划与风险控制理论
研究城市土地资源集约化利用的地下空间开发模式，“生态化节能型”城市地下空间开发技术，建议地下空间开发的政策和标准，研究地下工程风险控制机制与理论，地下空间安全运营、防灾与应急保障技术，结合BIM建立地下空间风险管理平台，助力我国智慧型城市的建设与发展。
