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主要通过构造变形研究大陆动力过程和强震活动习性。通过对十年尺度GPS资料的分析，揭示了青藏高原内部拉张剪切、周边挤压缩短的现今应变状态，提出了中国大陆刚性地块运动与非刚性连续变形相耦合的动力学模型。通过对百万年尺度新生代构造的研究，获得了青藏高原周边低速率、分散式变形的实际证据，发现了晚新生代准同期、分布广泛、影响深远的构造事件，提出了全球气候冰期－间冰期大幅度波动是导致2-4百万年沉积速率增加的新观点。通过野外科学考察和室内深入研究，提出了汶川地震长复发周期与缓震间变形的孕育特征、高角度铲形逆冲的破裂模型和多单元组合的成因模式等一系列新认识。三次获国家科技进步奖二等奖，2005年获李四光地质科学奖。