长期以来主要从事固体废弃物安全处置与资源化方面的研究工作，主要围绕垃圾填埋场、污泥淤泥处置场和污染渣土堆存场等固废处置领域内污染泥土废弃物（生活垃圾/市政污泥/河湖淤泥/污染渣土）安全处置与资源化利用的应用基础理论、生态设计方法和关键处置技术方面的研究工作。
近年来，主持国家杰出青年基金、国家自然科学基金重大仪器设备专项基金、国家自然科学基金国际（地区）合作与交流项目及面上项目、国家水专项课题、中国科学院重大设备专项、创新团队和人才基金、湖北省/武汉市重大科技专项、湖北省创新团队和杰出青年人才基金、武汉市黄鹤人才计划及现场工程项目35项。在国内外重要学术期刊和国际学术会议上发表学术论文221篇，其中被SCI收录61篇，EI收录96篇；主编《生活垃圾土土工试验技术规程》等国家标准与规范7项，参编《生活垃圾填埋技术规范》等10项；作为第一负责人申请《气压温控式填埋场污染物传输特性测试试验系统》等国家专利86项（其中发明专利72项），已授权《易挥发性有机物污染土异位修复方法及专用装置》等专利66项，企业转化18项；省级施工工法9项；《污泥原位固化处置控制系统》软件著作登记18项；《填埋气体运移的多场耦合理论与应用》等著作5部。先后作为主持人获得湖北省科技进步一等奖（3项）、中国产学研合作创新成果一等奖等科技奖励8项。2012年获得湖北省自主创新“双百计划”岗位特聘人选和创新团队负责人，2013年获得中国科学院创新团队负责人，2014年获得中国岩石力学与工程学会青年科技奖（金奖）和武汉市“黄鹤英才计划”岗位特聘人选，2015年获得茅以升土力学及岩土工程青年科技奖和湖北省优秀博士后，2016年获得国家杰出青年科学基金、中国青年科技奖，2017年获得国家万人计划、中国产学研合作创新奖（个人奖），2018年获得中国技术市场金桥奖突出贡献奖，2019年获得国务院政府特殊津贴。