雷剛同志長期從事地下結(jié)構(gòu)及隧道工程的相關(guān)科研、設(shè)計(jì)、咨詢等工作，已先后主持或參與了國內(nèi)多個(gè)省市地區(qū)的大型、超大型隧道與地下工程，軌道交通工程的相關(guān)項(xiàng)目，包括科研項(xiàng)目近20項(xiàng)，設(shè)計(jì)項(xiàng)目20余項(xiàng)，咨詢項(xiàng)目近10項(xiàng)，均為國家級(jí)或省部級(jí)重大項(xiàng)目。已先后撰寫科研及標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目建議書100余項(xiàng)。 
雷剛同志主要致力于地下結(jié)構(gòu)新型設(shè)計(jì)方法和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)理論，隧道及地下工程的力學(xué)行為及變形機(jī)理，流固耦合分析，地下工程風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別及控制方法等方向的研究工作。主要研究領(lǐng)域：1、地下結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)理論及可靠度設(shè)計(jì)方法研究；2、大型地下工程環(huán)境生態(tài)型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法研究；3、大型精良施工裝備及機(jī)械化施工方法工藝研究；4、各類地下工程的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別及控制技術(shù)研究。
雷剛同志截止2017年已公開發(fā)表科技論文近20篇，其中EI論文（美國工程索引）5篇。已獲得專利授權(quán)3項(xiàng)，均為第一發(fā)明人。獲得國家第十五屆詹天佑大獎(jiǎng)一項(xiàng)。獲得省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)兩項(xiàng)，均為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人及創(chuàng)新成果原創(chuàng)者。
截止目前主要的學(xué)術(shù)研究成果如下：
（1）提出城市大尺度地下空間沉降變形機(jī)理及分析方法
通過城市大尺度地下硐室力學(xué)行為及變形機(jī)理的研究，提出了附加沉降的概念，給出了隧道工程全過程沉降分析公式，在暗挖地鐵工程的沉降變形分析中得到了成功應(yīng)用，并且得到了中科院資深院士孫鈞的高度贊揚(yáng)。
（2）提出了土巖組合地質(zhì)條件中隧道硐室雙場作用下滲流機(jī)理及涌水量計(jì)算公式
通過地鐵隧道流固耦合分析研究，提出了硬巖地區(qū)兩相介質(zhì)耦合分析方法，給出了考慮滲流場對(duì)重力場影響下的隧道工程應(yīng)力應(yīng)變規(guī)律及地層變形的雙場作用結(jié)果。大膽對(duì)經(jīng)典隧道滲流量計(jì)算公式（裘布依、古德曼等公式）提出了挑戰(zhàn)，通過理論分析和現(xiàn)場工程調(diào)研，統(tǒng)計(jì)了近20條隧道的滲流數(shù)據(jù)，創(chuàng)造性的發(fā)明了“適合土巖組合地層的地鐵隧道裂隙水滲水量計(jì)算模型及公式”，突破了以往經(jīng)典公式僅適用于潛水含水體和單一地層的局限性。并在實(shí)際工程中得到了充分的驗(yàn)證。
（3）首創(chuàng)研制并設(shè)計(jì)全國第一條挪威法地鐵隧道工程
通過長期不斷的對(duì)地下結(jié)構(gòu)新型設(shè)計(jì)方法的探索，在青島地鐵中首創(chuàng)性的設(shè)計(jì)了全國第一條挪威法地鐵隧道（青島地鐵3號(hào)線人匯區(qū)間），開拓性的在全國地鐵行業(yè)首次成功應(yīng)用了“單層噴錨襯砌隧道”，并發(fā)明了“基于生物降解原理的內(nèi)成模網(wǎng)絡(luò)化排水系統(tǒng)”，添補(bǔ)了目前國內(nèi)地鐵行業(yè)的技術(shù)空白，在保證功能的前提下跨越式的降低了地鐵工程的土建造價(jià)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益；
（4）開拓設(shè)計(jì)了全國第一條城市地鐵新意法隧道
針對(duì)城市極端多介質(zhì)混合型復(fù)雜軟弱地層，結(jié)合實(shí)際工程，在非降水條件下首次探索了新意法在復(fù)雜軟弱地質(zhì)中的適用性，提出了不同條件下地層加固方法、設(shè)計(jì)參數(shù)以及檢驗(yàn)方法等關(guān)鍵技術(shù)，在全國首次實(shí)現(xiàn)了多介質(zhì)混合型復(fù)雜軟弱地層隧道的全斷面開挖，在有效控制圍巖變形提前下，大幅度提高了施工作業(yè)功效，綜合經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。
（5）提出了新型的城市高邊墻地下硐室低通道漸進(jìn)式進(jìn)洞工法及逆挖順做工法
突破性的解決了暗挖隧道工程的實(shí)施難題；原創(chuàng)性的提出了暗挖地鐵車站低通道漸進(jìn)式進(jìn)洞工法和高邊墻隧道逆挖順做工法，在實(shí)際工程中得到了極其成功的應(yīng)用，與傳統(tǒng)工法相比，不僅大大節(jié)省了工程造價(jià)，而且有效的控制了隧道及地層的變形，最大程度的降低了城市暗挖地下工程風(fēng)險(xiǎn)，取得了良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)綜合效益。
（6）開拓性研制了“基于AHP的地鐵隧道防排水型式雙層次綜合評(píng)價(jià)體系”
該方法將層次分析法與專家打分應(yīng)用到地鐵隧道防排水型式的判定中，在國內(nèi)地鐵行業(yè)開創(chuàng)性的首次建立了完善的結(jié)構(gòu)防排水型式綜合判定體系，全面的對(duì)各影響因素進(jìn)行定量分析，徹底克服了以往選擇防排水方案主觀性過強(qiáng)的缺點(diǎn)。