与实验室个研究方向有关的学科有土木工程、力学、矿业工程、安全工程、环境科学与工程等学科。其中，矿业工程和安全工程为国家重点学科，“岩土工程”、“工程力学”为北京市重点学科。另外，还设有土木工程、力学、矿业工程、安全工程、环境科学与工程5个博士后流动站。

经过几十年的发展，本实验室在以下研究方向逐步形成了自己的研究特色和学科优势：

在岩土力学与工程方面，以于学馥等上一辈老教授为代表，在传统岩土力学理论体系基础上，将岩土体视为具有弹性、塑性和粘性的多种性质的复杂综合体，其开挖变形具有加载途径性和记忆性，强调地应力在岩土工程的重要作用，提出并逐步建立了岩土工程问题的不确定性分析理论体系。岩土工程不确定性分析和地应力测量理论和技术的研究与应用一直处于国际前沿水平，完成了一大批井巷、隧道、硐室、地下建筑、基础和岩土边坡的施工、加固和稳定性问题。

在地下工程方面，针对地下工程和地下空间开发中所出现的各类工程难题，重点开展了地下工程失稳机理、地下工程开挖支护理论与方法、特殊地层环境地下工程、地下疑难工程特殊施工技术等方面的研究工作。通过多年探索，形成了“地质调查－资料采集－机制研究和外部因素－数值计算－有效检测”的地下工程问题的研究方法和理论体系，创造了复杂围岩体地压综合控制的地下工程施工工艺与技术，解决了软破岩土体地下工程开挖这一世界性难题。

在地下工程结构与材料服役安全方面，紧紧围绕地下结构动力学与环境损伤机理、结构工程可靠性分析与检测技术、地下结构设计与优化、地下工程结构服役安全检测与可靠性评价等方面开展研究工作，并以钢筋混凝土材料的腐蚀机理、腐蚀控制和检测方法为重点，研究复杂环境中地下工程结构与混凝土材料的耐久性变化规律，研制高性能、多功能、复合模态新型建材，发展了检测技术和可靠性分析理论与方法，进行结构设计与优化。

在地下工程灾害与防治方面，遵循“预防为主，防治结合”的理念，完善了“致灾隐患早隔离、潜在风险先预警、灾后恢复快重建”的基础理论和技术体系，经过多年的科研与工程实践，在基于隧道岩土体动态变化及灾害关键点动态辨识技术、地下工程开挖诱发灾害防控关键技术等方面取得了一系列原创性成果。　　在人才培养方面，在与本实验室各研究方向上，每年招收硕士生80余名，博士20余名。近五年内，累计培养硕士生400多名，博士生100多名，为地下空间工程领域培养了大批骨干力量和科技精英。