混凝土、岩土等工程材料强度理论，工程结构的强度理论，古建筑结构力学研究
长期从事材料强度理论和结构强度理论的研究。他提出的双剪力学模型、双剪理论和统一强度理论已被引用超过1000多次，并收入《》《工程力学手册》、《土力学词典》、《力学史》、《塑性力学》等100多种专著和教材，成为有关学科知识创新的一项重要内容。他在世界最著名的科学出版社之一的 Springer 出版了Unified Strength Theory and Its Applications 统一强度理论及其应用（2004年）和 Generalized Plasticity 广义塑性力学(2006年)”2本学术著作。欧洲数学学会的数学文摘于2006年评价他的 Unified Strength Theory and Its Applications 著作是这一领域的重要贡献。他的第3本著作“Structural Plasticity”和第4本著作“Computational Plasticity: with emphasis on the Application of the Unified Strength Theory”也即将出版。
统一强度理论在各个领域的应用呈现出十分广泛的前景。其特点是既可方便地应用于解析求解，也可应用于计算机数值分析；它的应用所得出的结果是系列化的，可以适合于各种不同的材料和结构；它的工程应用可以取得十分显著的经济效益。已被广泛应用于工程力学、材料力学、塑性力学、土力学、岩石力学、金属力学、岩土塑性力学以及土木工程、水利工程、岩土工程、机械、军工等工程问题的研究。