中文摘要：

海床地基的稳定对海底管线、海洋平台等各种海洋工程设施至关重要。合理的稳定性评估方法必须建立在海洋土在波浪荷载作用下的力学特性基础上。本项目利用压电陶瓷弯曲元控制试样的动剪模量，制备能反映海洋粉质土原位性质的重塑样；同时在压缩-扭转双向动剪仪上实现波浪荷载引起的土单元体主应力轴旋转，对海洋粉质土的原位性质和实际受力状态进行模拟，研究主应力轴旋转对土样的变形和强度的影响，了解土中孔隙水压力在波浪荷载下的发展规律，建立海洋粉质土的本构模型，分析波浪荷载作用下海底粉质土的液化机理，以及波浪液化与地震液化的区别。本项目结合春晓气田海底管路工程，进行水下管线模型试验，探讨波浪参数和海床条件对海底管路地基稳定性的影响。通过三维有限元进行数值分析，建立海底管路地基稳定和液化的评价和分析方法，指导海底管路铺设和设计，研究成果将有重要的理论和工程实用价值。

结论摘要：

基于双压电晶片的机电耦合分析，得到弯曲元在悬臂工作状态下的静动力响应解，为测试中剪切波到达时间的判定提供一句。研发多种集成于室内土工测试仪器的弯曲元测试系统，并参加弯曲元测试国际平行试验，测试结果达到国际先进水平。基于理论与设备创新，开展了大量理论和试验研究，揭示了剪切波速、结构屈服应力、土体结构性之间的内在联系；提出恢复土体结构性的制样手段在高于结构屈服应力下可用重塑土代替原状样，低于结构屈服应力，可在重塑土中掺入少量水泥恢复其结构强度。将现场采集的杭州湾有效波浪要素应用于动力试验，考虑了大振次和主应力轴连续旋转两个波浪荷载特点，提出以应变发展急剧加速转折点处的累积应变值作为破坏标准，给出考虑土体结构性的动累积变形公式。结合实际工程，对杭州湾近海海域在各级风浪作用下海底基床的液化可能进行评估，并用多波束方法对跨杭州湾海底管道状况进行了现场调研。在原订计划外，重新认识和评价了Hardin等人的剪切模量经验公式；提出了粉细砂土抗液化强度与土体弹性剪切模量的平方成线性关系的结论，并以此改进了基于剪切波速的土体液化判别方法，其评价结果与现场震害调查数据更为吻合。