海上风机、海洋平台等大型海洋结构能否长期安全运行，很大程度上取决于海床中基础的承载性能。徐孟涛同学在国振教授与王立忠教授共同指导下，完成博士论文《海洋基础-砂土界面力学特性、分析方法及应用》。论文从基础与砂土接触的“界面”入手，结合界面剪切试验、大比尺模型试验、理论分析和数值模拟，研究砂-钢界面的力学行为及其对海洋基础承载性能的影响。

常见海洋基础及其受荷特性

  界面虽然很薄，却承担着将上部结构荷载传递至海床的关键作用。风浪引起的长期循环荷载会使界面附近的砂粒重新排列甚至破碎，同时不断改变界面上的法向应力，导致其强度和刚度逐渐衰减。论文通过砂-钢界面试验揭示了这一演化过程，并建立了统一的理论框架，用于描述不同接触条件和加载路径下界面强度与变形的发展规律。

砂-钢界面力学行为统一理论框架

  在饱和海床中，水的作用同样不可忽视。循环受荷过程中，孔隙水压力的积累与消散会改变桩-土界面的有效应力，进而影响桩侧摩阻力；吸力桶内外压差产生的渗流也会影响桶壁附近土体的有效应力。围绕这些问题，论文分别建立了考虑孔压演化的桩基承载分析方法，以及考虑渗流效应的吸力桶轴向承载分析方法，可用于评估不同加载速率、排水条件和循环工况下的基础响应。

考虑孔压作用的桩/桶基础-海床相互作用分析方法

  在此基础上，研究进一步将相关模型引入风机一体化设计软件 Zwind，建立了风机-导管架-基础-海床耦合动力分析模型，用于研究基础承载性能变化对结构振动、疲劳损伤和关键部位应力的影响。相关成果从界面力学机制出发，延伸至基础承载与风机整机响应，可为海上风机及其他海洋工程结构的设计与长期服役安全评估提供参考。

基于Zwind 2.0平台的导管架海上风机一体化动力分析方法