长期致力于多场耦合下岩石力学数值分析方法与应用研究，综合多学科交叉，建立了非均质岩石破坏过程的弹塑性细胞自动机模拟新方法，提出了裂隙花岗岩各向异性蠕变模型和硬岩局部劣化模型，揭示了岩石I类和II类变形和中间主应力效应及其区间性的力学机理，提出了天然裂隙结构和水流模拟方法，成功应用于国际合作项目DECOVALEX，进行了核废物处置库TM耦合下Äspö硬岩岩柱稳定性和结晶岩开挖扰动区THM耦合过程的BMT研究、岩石单裂隙面THMC耦合过程以及粘土岩THM耦合过程研究；建立了多场耦合下岩石变形破坏过程模拟的连续-非连续细胞自动机方法以及非等温、多相流与连续-非连续变形耦合模拟平台，成功应用于二氧化碳注入含水层过程盖层的稳定性分析。

主持国家自然科学基金项目4项，作为中方负责人主持国际合作项目DECOVALEX子课题4项，主持湖北省自然科学基金项目1项；作为主要完成人参与了国家973项目、国家自然科学基金国际合作项目和锦屏二级水利水电工程科研项目等的研究工作。在国内外重要期刊和学术会议上共发表学术论文50余篇，获得软件著作权4项，完成国际合作项目科研报告10篇，参编专著1部。2010年获中国科学院卢嘉锡青年人才奖，2011年入选中科院创新促进会会员，2013年获国家自然科学基金优秀青年科学基金资助。

（1）岩石破坏过程的连续-非连续分析方法

（2）核废物处置库围岩温度-渗流-应力-化学耦合过程

（3）二氧化碳地质封存过程中的盖层稳定性分析

[1]. Pan, P.-Z., J. Rutqvist, X.-T. Feng, and F. Yan, An Approach for Modeling Rock Discontinuous Mechanical Behavior Under Multiphase Fluid Flow Conditions. Rock Mechanics and Rock Engineering, 2014. 47(2): p. 589-603.

一种模拟岩石在多相流动条件下的不连续变形行为的方法

[2]. Pan, P.-Z., J. Rutqvist, X.-T. Feng, and F. Yan, TOUGH–RDCA modeling of multiple fracture interactions in caprock during CO2 injection into a deep brine aquifer . Computers & Geosciences, 2014. 65(0): p. 24-36.

TOUCH—RDCA方法模拟二氧化碳注入深部咸水含水层过程中盖层多裂纹相互作用

[3]. Pan, P.-Z., J. Rutqvist, X.-T. Feng, and F. Yan, Modeling of caprock discontinuous fracturing during CO2 injection into a deep brine aquifer. International Journal of Greenhouse Gas Control, 2013. 19(0): p. 559-575.

模拟二氧化碳注入深部咸水含水层过程中盖层的不连续断裂行为

[4]. Pan, P.-Z., F. Yan, and X.-T. Feng, Modeling the cracking process of rocks from continuity to discontinuity using a cellular automaton. Computers & Geosciences, 2012. 42(0): p. 87-99.

模拟岩石破裂过程的连续-非连续细胞自动机方法

[5]. Pan, P.-Z., X.-T. Feng, and J.A. Hudson, The influence of the intermediate principal stress on rock failure behaviour: A numerical study. Engineering Geology, 2012. 124(0): p. 109-118.

数值研究：中间主应力对岩石失效行为的影响

[6]. Pan, P., X. Feng, and H. Zhou, Development and applications of the elasto-plastic cellular automaton. Acta Mechanica Solida Sinica, 2012. 25(2): p. 126-143.

弹塑性细胞自动机的发展与运用

[7]. Pan, P.-Z., X.-T. Feng, D.-P. Xu, L.-F. Shen, and J.-B. Yang, Modelling fluid flow through a single fracture with different contacts using cellular automata. Computers and Geotechnics, 2011. 38(8): p. 959-969.

运用细胞自动机方法模拟具有不同接触形貌的单裂隙渗流

[8]. Pan, P.Z., X.T. Feng, and J.A. Hudson, Study of failure and scale effects in rocks under uniaxial compression using 3D cellular automata. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2009. 46(4): p. 674-685.

运用三维细胞自动机研究岩石在单轴压缩条件下的失效与尺寸效应

[9]. Pan, P.Z., X.T. Feng, X.H. Huang, Q. Cui, and H. Zhou, Coupled THM processes in EDZ of crystalline rocks using an elasto-plastic cellular automaton. Environmental Geology, 2009. 57(6): p. 1299-1311.

用弹塑性细胞自动机模拟结晶岩开挖损伤区THM耦合过程

[10]. Pan, P.Z., X.T. Feng, and J.A. Hudson, Numerical simulations of Class I and Class II uniaxial compression curves using an elasto-plastic cellular automaton and a linear combination of stress and strain as the control method. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2006. 43(7): p. 1109-1117.

采用弹塑性细胞自动机和应力-应变线性组合加载控制方式研究岩石单轴压缩条件下I类和II类变形行为