摘要：随着海上风电的蓬勃发展，单桩基础因其适用性和经济性较好而得到广泛应用，且单桩基础设计直径和长度在逐渐增大。桩长的增加使得桩-土相互作用模式区别于短桩，力的传递过程发生了明显的改变。为探究单桩基础轴向承载机制，以密实的福建标准砂为材料，基于室内三轴试验标定了土体参数，采用连续-非连续耦合方法，利用PFC-FLAC软件建立耦合模型模拟了桩基轴向静载过程，以宏微观相结合的角度研究桩土间相互作用机理，揭示密实砂土中荷载传递规律。结果表明：桩身轴力随荷载增加逐渐向下发挥，加载初期桩端处不承担承载力；加载过程中，桩土间相互作用使桩身周围土体逐渐致密，且主要承担荷载区域深度为15D～30D,孔隙比变化更大，应力集中更为显著，表现为明显的摩擦桩特性。

摘要：传统离散元方法在处理破裂问题时,采用界面上的准则进行判断,裂纹只能沿着单元边界扩展.当物理问题存在宏观或微观裂隙时,在界面上应用准则具有其合理性;而裂纹沿着单元边界扩展,使得裂纹路径受网格影响较大,扩展方向受到限制.针对上述情况,可以基于单元破裂的方式,构建连续-非连续单元法,并应用于岩石裂纹扩展问题的模拟.该方法在连续计算时,将单元离散为具有物理意义的弹簧系统,在局部坐标系下由弹簧特征长度、面积求解单元变形和应力,通过更新局部坐标系和弹簧特征量,可进一步计算块体大位移、大转动,连续问题计算结果与有限元一致,同时提高了计算效率.在此基础上,引入最大拉应力与莫尔-库伦的复合准则,判断单元破裂状态和破裂方向,并采用局部块体切割的方式,在单元内形成初始裂纹.裂纹两侧相应增加新的计算节点,同时引入内聚力模型描述裂纹两侧的法向、切向作用与张开度及滑移变形之间的关系.按此方式,裂纹尖端处的扩展路径可穿过单元内部和单元边界,在扩展方向的选取上更为准确.最后,通过三点弯曲梁、单切口平板拉伸、双切口试样等典型数值试验,模拟裂纹在拉伸、压剪等各种应力状态下的扩展问题,并对岩石单轴压缩试验的破坏过程进行模拟,分析裂纹形成与应力-应变曲线各阶段之间的对应关系.结果表明:连续-非连续单元法通过单元内部破裂的方式,可以显示模拟裂纹萌生、扩展、贯通直至形成宏观裂缝的过程.