主要研究領域：
1.地幔過渡帶礦物的高溫高壓物性與地震孕育機理探討
將地震地質科學問題定位在電子狀態、原子間鍵合方式及其動力學過程等深層次上，從微觀原子尺度出發，在量子力學精度上模擬含水(Mg,Fe)2SiO4 體系在上地幔和地幔過渡帶溫壓條件下各種結構相的穩定性，建立高溫高壓相圖；分析各種重要物性（礦物成份、結構、相態、岩石結構、聲波傳播速度、電導率）隨溫度壓力的變化規律並討論含水量的影響；與地震波觀測數據結合，解釋過渡帶地震波速的異常，為探索地震孕育發生機理提供基礎科學依據；探討孕震介質的演化及其動力學環境，探索地震預測理論方法。
2.下地幔岩石礦物的物性
套用量子分子動力學方法研究下地幔溫壓下(Mg, Fe)SiO3鈣鈦礦的相穩定性研究，考察鎂方鐵礦(Mg,Fe)O在下地幔高溫高壓條件下各種可能的相結構（B1、B2、B4、B8）的相對穩定性，分析Fe含量對其相變的影響，建立含Fe的MgSiO3體系和MgO體系的高溫高壓相圖，獲得在下地幔中穩定相的狀態方程、彈性等物性數據。為下地幔礦物學組成的限定和下地幔中部和底部地震波速異常的解釋提供十分關鍵的基礎物理依據，還將影響到下地幔對流模式等動力學模型的建立。
3.含能材料的高溫高壓物性
從原子分子尺度研究含能材料（TATB、硝基甲烷、fox-7、PETN）的高溫高壓物理化學性質，較系統研究了有機分子晶體結構和物性，包括分子結構、電子結構、振動光譜和狀態方程等性質，取得了有機分子晶體的新成果，研究成果發表在國際物理化學主流期刊(J. Chem. Phys., Physics Letter A)等上，對炸藥性能評定、新型炸藥的設計研製及炸藥安全性和有效性評估等具有重要指導價值。
