海上风电嵌岩单桩基础水平承载行为与桩-岩界面破坏机制的三维FDEM研究

本文创新性地采用三维有限离散元法（FDEM）研究风化岩层中海上风电嵌岩单桩的承载特性，建立了考虑桩-岩接触摩擦的计算模型，首次揭示了深度方向桩-岩界面破坏的三阶段演化规律（协同变形-拉伸区开裂-压缩区压碎），发现嵌岩深度存在临界阈值效应，为海上风电基础安全评估提供了重要理论支撑。

　　

Highlight

本研究通过三维有限离散元法（FDEM）模拟中等风化岩基床中的桩-岩相互作用，开发了基于势函数的离散元接触摩擦计算模型，创新性地探究了深度方向桩-岩接触界面的破坏模式。

Simulated pile behavior

为揭示海上风电嵌岩单桩的破坏规律，针对真实岩基条件对不同嵌岩深度（6m/12m/24m）工况进行FDEM模拟。模型保持第4.1节尺寸与边界条件，通过控制桩径与嵌深比（D/L）分析刚性-柔性特征。

Conclusion

建立的3D FDEM模型提出桩-岩界面粘结单元嵌入控制功能，首次系统阐释了嵌岩单桩三阶段破坏机制：岩体协同变形阶段→拉伸区裂纹萌生阶段→压缩区压溃破坏阶段，发现水平承载力与嵌深呈临界阈值关系（超过特定深度后提升可忽略）。

（注：因原文属土木工程领域，翻译时在保持专业性的基础上，对部分术语如"rock-socketed"采用"嵌岩"等工程惯用译法，并补充FDEM等缩写说明）