1. 深海滑坡对海底管线和基础的冲击

深海滑坡滑动体积大，流滑距离可能长达数百公里，直接威胁海底管线、管汇和升压站等油气设施，因而需要评估海底边坡失稳后的滑动形态、流滑距离及其对海底设施的冲击。基于网格的传统数值方法很难模拟滑动过程及“滑坡体-海底设施”的相互作用，而介于有限元法与无网格方法之间的物质点法兼顾计算精度与效率，在工程地质灾害分析中已得到初步应用。发展了基于新型接触模型和GPU并行算法的物质点法，探索滑动体对管线和海底基础的高速冲击，将稳态冲击力分为与滑动体抗剪强度相关的部分、与上覆压力相关的部分及拖曳力，并提出了估算各部分力的简化公式。

不同时刻滑动体冲击半埋管道的速度等值线

2. 吸力式沉箱安装引起的孔压与消散

吸力式沉箱被广泛用于支撑深水管道终端和锚泊浮式平台等，黏性土中沉箱的安装贯入引起超静孔压的显著累积，之后孔压会部分或者完全消散，土的不排水抗剪强度提高，沉箱的抗压或抗拉承载力随之增加。DNV规范方法已经能够较好地计算沉箱贯入过程中受到的阻力，但以往的研究都无法估计超静孔压随贯入深度的变化，更无法预测安装结束后孔压的逐渐消散。发展有效应力形式的大变形有限元方法，考虑土的渗透系数随孔隙比的实时变化及沉箱周围土体的弱化，模拟了沉箱贯入和孔压消散的连续过程。综合影响孔压的主要因素（沉箱几何尺寸、黏性土的压缩和回弹模量、围压应力水平等），提出了孔压消散曲线的无量纲形式，能够用于预测不同时刻土体的固结程度。

贯入阻力对比（红线：大变形有限元，蓝线：规范方法，黑线：离心机试验）

沉箱与CPT孔压消散无量纲曲线的对比

3. 含砂层多层土中桩靴基础贯入

由于复杂海洋工程地质条件的普遍性，可移动自升式平台的桩靴基础在安装过程中穿刺事故频发。然而，针对常见的、穿刺风险极高的含砂层多层土中桩靴贯入阻力的研究仍然缺失。利用大变形有限元数值模拟技术对桩靴在含砂层多层土中的贯入进行了模拟。结果表明，桩靴在多层土中贯入时的地基破坏模式与现有设计方法的假定有很大的不同。这直接导致了现有方法严重低估桩靴在多层土中的贯入阻力，对于准确预估桩靴基础的穿刺风险十分不利。

基于地基真实的破坏机理提出了新的设计方法。新方法考虑了贯入过程中桩靴底部累积形成的土塞，以及底层强土对砂层中桩靴峰值承载力的贡献。所提出的新方法的预测精度相比于现有规范方法有了很大的提高。

大变形有限元数值模型

新方法与现有方法对峰值贯入阻力预测精度的比较