(1)岩体强度理论与岩土数值方法;

(2)隧道及地下工程全寿命设计理论;

(3)地下空间火灾安全;

(4)智慧工程系统与应用。

主持38项省部级以上科研项目，研发同济曙光软件（GeoFBA）

2002年 隧道围岩可视化数字地层信息系统与施工监控研究，国家自然科学基金项目

2003年 盾构地层适应性设计理论、方法和模拟试验台，国家863计划项目

2005年 世博园区数字地下空间基础平台与应用研究，国家科技攻关项目

2006年 岩石高边坡裂纹扩展过程的无网格方法模拟研究，国家自然科学基金项目

2007年 大深度大断面地下穿越工程与微扰动施工研究，国家863计划项目

2007年 城市地下空间防灾减灾技术研究，国家科技支撑计划项目

2007年 城市地下空间建设工程化技术开发，国家科技支撑计划项目

2007年 软弱破碎隧道围岩渐进性破坏分析与松动荷载预测研究，国家自然科学基金项目

2007年 深部岩体工程特性的理论与实验研究，国家自然科学基金项目

2011年 城市轨道交通地下结构性能演化与感控基础理论，国家973计划项目

2012年 隧道围岩稳定性三维精细化模拟方法与应用，国家自然科学基金项目

2015年 火灾高温下饱和软黏土热-水-汽-力多场耦合特性及对隧道结构安全的影响元，国家自然科学基金项目

2019年 城市地下基础设施运行综合监控关键技术与示范，国家重点研发计划项目

2019年 多波动式岩体-结构复合体内信息高精度采集系统，国家自然科学基金项目

2022年 建筑业数字化发展战略研究，中国工程院战略研究与咨询项目

2023年 我国海上超大型漂浮工程发展战略研究，中国工程院战略研究与咨询重大项目

2023年 上海城市基础设施数字化治理方法与路径，中国工程科技发展战略上海研究院咨询研究

2024年 城市灾害数物融合推演系统，教育部科研能力建设专项—重大科研装置建设项目

2024年 重大基础设施的工程互联网基础理论及应用，教育部学科突破先导项目

出版专著8本（含科学漫画1本）

1. 朱合华等著. 地铁结构演化与感控之科学漫画[M], 上海：同济大学出版社，2016.

2. 朱合华等编著. 城市地下空间建设新技术[M], 北京：中国建筑工业出版社，2014.7（获第十五届上海图书奖）

3. 朱合华，闫治国著. 城市地下空间防火与安全[M],上海：同济大学出版社，2014.12

4. 郑颖人，朱合华，方正昌，刘怀恒编著. 地下工程围岩稳定分析与设计理论[M]. 北京：人民交通出版社，2012.12

5. 朱合华等编著. 城市地下空间新技术应用工程示范精选[M], 北京：中国建筑工业出版社，2011.8

6. 李志厚，朱合华，丁文其. 公路连拱隧道设计与施工关键技术[M], 北京：人民交通出版社，2010.10

7. 杨林德，朱合华，丁文其，黄宏伟等. 岩土工程问题安全性的预报与控制[M]. 北京：科学出版社，2009.3（中国科学院科学出版基金资助）

8. 张凤祥，朱合华,傅德明编著. 盾构隧道[M]. 北京：人民交通出版社，2004.10

授权发明专利50余件

发表SCI/EI学术期刊论文380余篇，主参编技术标准5部，主要学术论文（部分）：

1. Song YM, Zhu HH, Shen Y, et al. Multi-dimensional tunnel lighting environment model: Determining illuminance with regression analysis and parametric study on key factors[J]. Tunnelling and Underground Space Technology, 2024, 151: 105864.

2. Cai MJ, Zhu HH, Chen Q, et al. Performance of Engineered Cementitious Composites (ECC) in shield tunnel segmental joints: A comparative study with ordinary reinforced concrete[J]. Case Studies in Construction Materials, 2024, 20: e03138.

3. Jiang X, Zhu HH, Yan ZG, et al. Fire-retarding asphalt pavement for urban road tunnels: a state-of-the-art review and beyond[J]. Fire Technology, 2024: 1-41.

4. 朱合华，蔡武强^*，梁文灏. GZZ岩体强度三维分析理论与深埋隧道应力控制设计分析方法[J].岩石力学与工程学报, 2023, 42(1): 1–27.

5. Wei XY, Zhu HH, Chen Q, et al. Microstructure-based prediction of UHPC's tensile behavior considering the effects of interface bonding, matrix spalling and fiber distribution[J]. Cement and Concrete Composites, 2023, 139: 105015.

6. Cai WQ, Zhu HH, Liang WH, et al. A post-peak dilatancy model for soft rock and its application in deep tunnel excavation[J]. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 2023, 15(3): 683-701.

7. Jiang X, Zhu HH, Yan ZG, et al. A state-of-art review on development and progress of backfill grouting materials for shield tunneling[J]. Developments in the Built Environment, 2023, 16: 100250.

8. Cai WQ, Zhu HH, Liang WH. Three-dimensional stress rotation and control mechanism of deep tunneling incorporating generalized Zhang–Zhu strength-based forward analysis[J]. Engineering Geology, 2022, 308: 106806.

9. Cheng PP, Zhu H, Zhang YM, et al. Coupled thermo-hydro-mechanical-phase field modeling for fire-induced spalling in concrete[J]. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 2022, 389: 114327.

10. Cai WQ, Zhu HH, Liang WH. Three-dimensional tunnel face extrusion and reinforcement effects of underground excavations in deep rock masses[J]. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2022, 150: 104999.

11. Cai WQ, Zhu HH, Liang WH, et al. A new version of the generalized Zhang–Zhu strength criterion and a discussion on its smoothness and convexity[J]. Rock Mechanics and Rock Engineering, 2021, 54: 4265-4281.

12. Wang X, Zhu HH, Zhu MQ, et al. An integrated parameter prediction framework for intelligent TBM excavation in hard rock[J]. Tunnelling and underground space technology, 2021, 118: 104196.

13. Zhu HH, Chen PP, Zhuang XY, et al. Assessment and and structural improvement on the performance of soil chamber system of EPB shield assisted with DEM modeling[J]. Tunnelling and Underground Space Technology, 2020, 96, 103092.

14. 朱合华, 丁文其, 乔亚飞等. 简析我国城市地下空间开发利用的问题与挑战[J]. 地学前缘, 2019, 26(3): 22-31.

15. Zhang Q, Huang BQ, Zhu HH, et al. Quantitative assessments of the correlations between rock mass rating (RMR) and geological strength index (GSI)[J]. Tunnelling and Underground Space Technology, 2019, 83: 73-81.

16. 朱合华, 李晓军, 林晓东. 基础设施智慧服务系统(iS3)及其应用[J]. 土木工程学报, 2018, 51(1): 6-17.

17. Chen Q, Zhu HH^*, Ju J W, et al. Stochastic micromechanical predictions for the effective properties of concrete considering the interfacial transition zone effects[J]. International Journal of Damage Mechanics, 2018, 27(8): 1252-1271.

18. 朱合华,武威,李晓军,陈建琴,黄贤斌. 基于 iS3 平台的岩体隧道信息精细化采集、分析与服务[J]. 岩石力学与工程学报, 2017, 36(10):2350-2365.

19. Zhu HH, Zhang Q, Huang BQ, et al. A constitutive model based on the modified generalized three-dimensional Hoek–Brown strength criterion[J]. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, 2017, 98:78-87.

20. 朱合华，张琦，章连洋. Hoek-Brown强度准则研究进展与应用综述[J]. 岩石力学与工程学报，2013, 32(10): 1945-1963.