成果名称：重大工程软弱地基动力灾变机理、评价与控制
申请单位：浙江大学
成果编号：鉴字[教NF2007]第020号
鉴定日期：2007年12月20日
学 科：土建水
成果简介：
该课题是多项国家自然科学基金项目、教育部高校青年教师奖励基金项目、浙江省自然科学基金青年科技人才专项基金项目及教育部博士点基金项目，结合浙江台金高速公路、舟山螺头水道大跨越线路、江苏东台风电场等国家重点工程项目的综合研究成果。
课题组经过10余年的努力，通过一系列室内试验、物理模型试验、现场实测和理论研究，获得了地震、波浪、高速公路交通、船舶撞击荷载作用下软弱土及桩基础的动力特性及动力灾变机理，提出了软弱土及桩基础动力灾变的评价方法及控制技术，取得了创新性成果，并应用于实际工程。
该成果获得了基于一阶剪切变形理论的压电陶瓷弯曲元机电耦合层合梁解析解，揭示了其激发与接收机理，提出了弯曲元测试中确定土体剪切波传播时间的新方法，研发了多套动三轴和固结仪的弯曲元剪切波速测量系统，其可靠性得到了国际（ISSMGE）平行试验的验证。
揭示了循环动应力对土体结构的影响及其引起小应变剪切模量的变化规律，发现对砂土降低约5～10％，对粉土15～30％；提出了剪切波速评价饱和粘性土不同结构破坏阶段的方法，并发现了相应的累积残余应变和动强度的变化规律。
发现了土体抗液化强度与剪切波速4次方成正比的表达式，提出了利用剪切波速判断地基地震液化的新方法，建立了50多个场地地震液化调查结果的数据库，验证了该方法的可靠性。
获得了波浪荷载引起海床地基超静孔隙水压力的解析解，揭示了海床地基液化过程的时间累积效应，提出了利用动三轴试验及空心圆柱扭剪试验确定不同波长海浪所引起的海床地基液化深度的方法，为海底管线埋设深度的确定提供了依据。
发现了移动荷载引起地基中主应力轴的旋转变化规律及动应力影响范围，提出了高速公路交通荷载引起的软弱地基长期附加沉降的计算方法；通过大比例模型试验，发现了桩基的最小循环承载力并提出了承受长期循环荷载桩基的附加沉降控制技术。
揭示了船舶撞击荷载作用下护墩桩式结构的变形特性及能量传递规律，提出了新型柔性护墩桩式防撞系统地结构型式及相应的基于能量控制的防撞设计方法。
该成果从机理上揭示了重大工程软弱地基的动力灾变，提出了有效的评价手段，解决了重大工程软弱地基动力灾变控制的难题，对于加快基础设施建设、保证工程安全、节约工程造价、促进经济发展具有重要意义。该成果共发表学术论文52篇，其中SCI收录论文16篇，EI收录论文26篇，获国家专利11项。技术成果在亚洲最大的风电场——江苏东台风电场、世界上最大立塔的大跨越线路——舟山螺头水道大跨越线路工程、台金高速公路等重点工程建设项目中成功应用，取得了显著的社会和经济效益。
