桩-土-承台相互作用问题属于岩土力学中的一个重要问题，其特征表现为材料非线性（桩基础、土为非线性材料）、接触非线性（桩土接触面在受荷条件下变形复杂）等，开展相关研究对于桩基础设计中充分发挥桩土一体的承载能力具有重要的工程意义和理论指导价值。 本项目采用了基于透明土中面激光散斑成像的方法结合数字图像处理技术研究了桩-土-承台之间的相互作用，同时采用数值模拟的方法对这一问题进行了系统的分析。建立了不同粒径大小的熔融石英透明土颗粒在面激光作用下成像质量的评价指标并提高了成像质量，提出了评价测量精度的指标。在此基础上，设计了一系列的小型单桩模型基础的室内加载试验，自我开发了小型加载试验平台，采用面激光成像的方法研究了透明土模型中桩-土-承台相互作用的机理，获得了介观尺度土体内部颗粒的变形规律，揭示了上部荷载由带承台单桩向下传递的机理。同时，采用离散元方法对桩-土-承台相互作用的荷载传递机理从细观力学角度进行了分析，发展了粒径逐步放大的建模方法，考察了细观和介观参数对桩-土-承台相互作用的影响；建立了离散元和拉格朗日差分相结合的桩-土-承台相互作用的数值模型，通过PFC3D和FLAC3D实现了离散和连续计算方法的耦合。 研究结果揭示了桩-土-承台相互作用研究的细观规律，为工程设计提供了科学的理论依据。课题组在基金资助下开发了扇面激光系统，小型桩基础加载系统，透明土模型刚体平移平台，为继续开展后续研究工作提供了条件。同时，对透明土中扇面激光成像质量和测量精度的研究可以促进透明土模型试验技术的应用和发展。本课题的成果具有重要的学术价值和应用前景。 2100433B