蔡正银：中国近岸结构及岩土技术与实践

我国拥有着绵延万里的海岸线，近岸海域蕴藏着丰富的资源，也承载着国家经济发展的重任。近岸结构作为连接陆地与海洋的纽带，在港口运输、能源开发、海洋资源利用等方面发挥着重要作用。码头、防波堤和海上风电作为近岸结构的三个主要组成部分，其技术水平直接关系到国家海洋战略的实施和海洋经济的可持续发展。

近年来，我国近岸结构工程建设迎来了前所未有的发展机遇。一大批技术复杂、规模宏大的近岸结构工程相继建成，标志着我国近岸结构工程技术水平迈上了新的台阶。然而，在工程实施过程中涉及诸多岩土工程问题，特别是在复杂海洋环境条件下的设计理论、施工技术和装备研发等方面，仍需不断探索和创新。

本书共分七章

第1章主要对我国近岸工程的实践历程及难点、挑战进行论述，并提出未来近岸结构及岩土技术的创新发展方向；

第2章主要针对近岸工程中面临的静止土压力问题进行研究，提出状态相关近岸地基土静止土压力理论，并首次提出可充分考虑颗粒粒径、相对密实度影响的砂土静止土压力系数南京水利科学研究院模型；

第3章重点对复杂应力路径下的石英砂及珊瑚砂的应力-应变关系及变形特征开展研究，并以此为基础构建状态相关砂土本构理论；

第4章主要基于自主研发的大型多功能轴对称界面剪切仪， 提出砂土-结构界面的循环剪切强度演化、阻尼比表征模型及考虑循环软化和阻尼比效应的界面动本构模型，为后续近岸工程新结构的应用提供理论基础；

第5章对深水板桩结构在粉砂、淤泥及珊瑚砂三种主要地质条件下的研发与应用进行实例分析；

第6章列举桶式基础椭圆形对称防波堤和桶式基础偏心非对称防波堤两种新结构的稳定性计算方法及应用实例；

第7章介绍海上风电筒型基础在贯入阻力及静动力承载特性方面的创新与实践。

近岸结构及岩土技术的创新发展与方向

近岸结构及岩土技术的创新与发展是一个复杂而重要的领域，它涵盖了多个方面，包括新型结构型式的研发、数值模拟技术的进步、智能化监测与维护系统的应用等。本书提出以下几个创新和发展方向:

1

新型结构型式的研发

①深水板桩码头：针对复杂海洋地质环境下的港口建设与运维挑战，研发了新型深水板桩码头结构，如半遮帘式、全遮帘式和分离卸荷式等，这些结构形式能够更好地适应深水化过程中的土压力，满足大型泊位的建设需求。

②桶式基础防波堤：针对淤泥质海域防波堤地基承载力问题，研发了绿色、经济的桶式基础防波堤新结构。这种结构型式具有断面小、施工周期短、环境影响小等优点。

③海上风电筒型基础：开发了一种依靠自重和负压下沉的薄壁钢筒结构，其较传统单桩基础具有适用范围广、制造工期短、造价低、运输安装简单快捷等优点，有较高的推广应用价值。

2

数值模拟技术的进步

①高精度数值模拟方法：利用高性能计算机和先进的数值模拟软件，建立了高精度的海洋土与结构相互作用模型。这些模型能够更准确地模拟结构在复杂荷载作用下的响应，提高设计的准确性和可靠性。
②多尺度模拟技术：基于多尺度模拟技术，将宏观结构与微观土颗粒的相互作用纳入同一框架内进行分析。这种技术能够更深入地理解土与结构相互作用的机理，为优化设计提供有力支持。

3

智能化监测与维护系统的应用

①物联网技术的应用：通过物联网技术，实现了对海洋结构物的实时监测和预警。这些系统能够实时监测结构物的变形、应力等参数，及时发现潜在的安全隐患，为结构的维护和管理提供科学依据。
②大数据技术的应用：利用大数据技术，对监测数据进行深入挖掘和分析。通过分析数据的规律和趋势，可以预测结构未来的状态，为制定维护计划提供依据。

4

可持续发展与环境保护

①绿色设计与施工：在近岸工程的设计与施工过程中，注重绿色设计和绿色施工的理念。通过采用环保材料、优化施工工艺等手段，减少对海洋环境的影响。

②生态修复技术技术：针对近岸工程对海洋生态系统的影响，发展了生态修复技术。这些技术能够保护和恢复海洋生态系统，促进可持续发展。

本文摘编 自 《 中国近岸结构及岩土技术与实践 》一 书， 有删减 ，图片来源于该书，标题为编者所加。

《中国近岸结构及岩土技术与实践》

ISBN 978-7-03-080893-6
蔡正银 著

责任编辑：周 丹 沈 旭

本书针对我国码头、防波堤和海上风电基础等常用近岸结构面临的结构-地基土相互作用关键技术问题，提出基于状态相关的近岸地基土静止土压力理论、砂土本构理论及近岸地基土-结构接触理论，并以此为基础，详细论述了结构-地基土状态相关系列理论在深水板桩结构、桶式基础防波堤结构及海上风电筒型基础方面的推广和应用，对于指导我国近岸结构及岩土技术与实践具有重要参考价值。
本书可供从事近岸工程新结构形式研发、地基土-结构相互作用数值模拟、智能化监测的科研工作者参考使用。。

（本文编辑：洪弘）

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