本项目基于海洋土力学性质对海工结构物基础安全和稳定性的重要影响开展深入研究，项目按照计划顺利开展并完成既定研究目标。项目对典型海洋土的微观结构特征，及其复杂情况下的渗流特性进行研究。首先，采用扫描电镜方法结合数字图像处理技术，对钙质砂的微观结构特征进行量化分析，并提取形状描述参数。随后，开发新型渗流试验装置，开展钙质砂的达西与非达西渗流试验，将结果与传统经验方程进行对比分析，拟合出关于钙质砂特殊材料的水压差与渗流速度关系式。进一步研发渗流试验装置，使其能够实现渗透水压力差以一定频率变化，进而模拟风浪、锚绳拉拔以及地震作用下海洋土的渗流过程。然后，开发一种砂土颗粒沉降试验装置，开展液体中钙质砂颗粒沉降试验，建立了钙质砂的拖曳力系数理论模型。最后，将上述研究获得关于钙质砂的渗流方程，以及拖曳力系数理论模型，嵌入到基于CFD-DEM的流固耦合细观数值模拟技术中，对复杂情况下的砂土渗流问题进行模拟。上述研究成果可为吸力锚等海工构筑物的基础设计和施工提供一定指导。 2100433B

作为海工结构物地基，海洋土的力学性质起到至关重要的作用。本项目针对我国海域三种典型土质(渤海淤泥质黏土、福建海砂、南海钙质砂)，对其微观结构特征及特殊海况荷载作用下的渗透特性进行研究。利用电子显微拍摄和数字图像处理技术，采用分形理论对三种海洋土微观结构进行定量描述。发展海洋土的渗透率分形解析模型，该模型既是对现有的渗透水压力差与流速关系公式的一种改进，也能考虑以一定频率变化的渗透水压力下海洋土微观结构特征与渗透性之间的关联。在现有的渗流试验装置基础上，研制试验装置, 使其能够实现以一定频率变化的渗透水压力，从而模拟风浪、锚绳拉拔及地震荷载作用下的渗流过程，进而对海洋土在复杂恶劣海洋地质环境和工况下的渗透特性及稳定性进行研究。最终，将研究成果应用到细观流固耦合数值模拟和深海平台吸力锚基础承载力分析中，能够进一步为海洋工程结构的设计提供理论依据，以提高海工结构物的稳定性和安全性。

真空-堆载联合预压法是在真空预压和堆载预压法基础上发展起来的一种新的地基加固新技术，通过室内离心模型试验和现场大面积试验表明，真空产生的负压和堆载产生的正压效果是可以叠加的，具有真空预压和堆载预压的双重加固效果，但又不完全等同于二者简单叠加。真空预压技术加固软基应用日益增多，但其理论研究远落后于实践。本课题拟通过软土室内堆载预压、真空预压和真空堆载联合预压的三轴蠕变试验，利用微观结构测试仪器测定蠕变试验前后试样的微细结构变化，利用图像分析原理，研究真空预压加固蠕变机理，建立蠕变计算模型和高速公路工后沉降计算方法，为真空预压技术及真空-堆载联合预压技术加固软土地基设计和施工提供理论基础。可望在学术上有所突破，并发挥较大社会经济效益。 2100433B

本项目拟通过动静三轴仪、土体循环流变仪等试验手段，研究软粘土在长期循环荷载作用下的流变特性，提出能考虑循环荷载作用下天然软粘土流变性的软粘土粘弹塑性本构模型；同时在已有加筋土模型的基础上，提出改进的加筋土动力弹塑性模型；编制能综合考虑交通荷载作用下加筋土的动力特性及软粘土流变性的加筋路基沉降分析的有限元程序。并通过自制的模型箱试验设备，模拟交通荷载作用下，加筋路基和软土的动力沉降特性，并考虑加筋层数，加筋布置，加筋垫层厚度等因素对加筋路堤的沉降特性的影响。最后将有限元分析的结果与模型试验的结果进行比较，检验上述各项成果的可靠性和正确性。本课题的研究成果将不仅在学术界富有理论内涵，还有重要的工程应用价值。 2100433B