复杂环境耦合条件下土与结构物接触作用体系精细化研究

通过土与结构物作用试验，研究土应力与应力状态变化和结构物位移耦合条件土与结构物作用体系的宏观力学特性；通过实验可视化过程观测，分析土与结构物相互作用宏细观力学特性及关联。建立土与结构物接触作用细观数值模型和离散－连续耦合分析模型，对土与结构物接触作用进行精细化研究，从细观层面揭示复杂环境耦合下土与结构物相互作用的内在机理，建立相应的数值计算分析体系。采用系统论和控制论方法，通过宏细观试验与精细化数值模拟融合，考虑复杂环境的应力与应力状态变化、土体应力与结构物位移耦合效应的不同土介质-结构物的共同作用下接触作用、失效过程，研究土与结构物相互作用机理、失效控制理论和评价。发挥岩土细观力学、测试信息与图象分析技术的多学科交叉创新优势，采用多种研究手段，形成宏细观精细化研究系统，实现对重大工程基础的承载与失效过程从简单效应分析到多效应耦合全过程分析的重点跨越和理论升华。

土与结构物体系在水利、土木、市政、交通等工程中广泛存在，通过土与结构物的相互接触作用实现其力学反应。急需建立考虑复杂环境耦合作用下土与结构物作用体系的强度与失效计算分析与评价方法，提高工程的设计水平，其中提高对复杂环境耦合作用下土与结构物接触作用宏细观特性的认识水平、建立土与结构物接触耦合分析模型无疑是至关重要的。进行了考虑复杂环境的应力与应力状态变化、土体应力与结构物耦合效应的不同土介质-结构物的共同作用下接触作用、失效过程的试验研究；研究了地基与基础相互作用的承载机理、细观力学机理和破坏机制；充分发挥岩土力学、现代测试信息与图像采集分析技术的多学科交叉创新的优势，研究中采用理论分析、物理试验、变形场观测、细观力学观测、离散-连续多相耦合数值模拟等研究手段，建立了宏细观精细化研究系统；通过宏细观试验与精细化数值模拟融合，研究了复杂环境多相耦合作用下土与结构物相互作用机理及失效控制理论。.土与结构物相互作用的宏细观力学试验研究。建立了“宏细观力学的土与结构物相互作用试验系统及精细化试验方法”；对复杂环境下土与结构物接触作用宏细观力学特性进行了试验研究。复杂环境多相耦合效应的土与结构物相互作用精细化分析。复杂环境多相耦合作用下土与结构物接触面细观建模；自行开发离散-连续耦合土与结构物接触分析模型，建立复杂环境多相耦合效应土与结构物相互作用精细化分析方法。土与结构物相互作用的宏观力学与细观特征的关联；复杂环境多相耦合作用下土与结构物相互作用的数值计算分析方法；土与结构物相互作用的精细化分析研究成果。.进行了考虑复杂环境的应力与应力状态变化、土体应力与结构物耦合效应的不同土介质-结构物的共同作用下接触作用、失效过程的试验研究。通过可视试验-数字照相变形量测技术的变形场分析-显微图像MiFas软件细观结构分析-细观力学分析-细观数值分析-耦合数值计算的分析方法，形成土与结构物接触作用的宏细观精细化分析系统。研究了地基与基础相互作用的承载机理、细观力学机理和破坏机制。.土与结构物相互作用的失效机理及失效控制理论研究。通过宏细观试验与精细化数值模拟融合，研究了复杂环境多相耦合作用下土与结构物相互作用机理及失效控制理论。土与结构物相互作用的失效机理；提出土与结构物相互作用的失效准则，土与结构物相互作用的失效控制理论。