我国是一个多地震国家，也是世界上地震灾害最严重的国家，地震经常威胁着工程安全。当前我国正处在新的地震活跃期，地震发生频率增大，这对我国正在蓬勃发展的基础设施建设构成了严重威胁。因此，在地震多发地区修建建筑物或构筑物，必须对可能的地基液化灾害进行预判甚至进行抗液化处理。

基于多年研究经验，唐小微教授研发了结构-可液化场地相互作用自适应动力数值分析方法及其数值模拟软件系统。该模拟系统基于更新的拉格朗日体系建立流固耦合的u-p格式控制方程，引入了可描述土体液化流动的循环弹塑性本构模型，采用有限元和有限差分法非别对位移场和孔隙水压力场进行空间离散，并开发了网格自适应和时间自适应技术。该方法可模拟不同等级地震中结构和场地土相互作用系统的动力响应，特别是可液化土层的液化变形过程，计算分析位移、内力和孔隙水压力的分布可变化，用以揭示震害机理、评价抗震性能、优化抗震设计。这项结构-可液化场地相互作用自适应数值模拟技术分别采用土的移动硬化弹塑性本构模型、有限变形理论、时间和网格自适应技术以模拟土的材料非线性和几何非线性，可实现复杂结构物与多土层场地（含可液化土层）强震模拟，特别是土层液化后发生大变形流动的模拟，也可以实现有渗流场地深基坑复杂施工过程的模拟。

软件模拟成果展示

这项技术具有广阔的应用前景，适用于海岸与近海交通工程（码头、桥梁、隧道、人工岛）和海洋结构物基础（海洋风电基础、海洋坐底式基础、海洋浮式半潜式结构锚固基础）的抗震设计、静动力灾害防御设计和施工设计优化。目前这项技术已进入产业化阶段，实现在有液化土层场地进行大型结构物的抗震优化设计目标，并取得了可观的经济效益，可以预见未来在更广阔的近海交通工程和海洋能源开发中取得更大的经济效益，可在7度以上抗震设防地区进行广泛推广。

此外，唐小微教授团队与中交一航院、南京水利科学研究院、唐山港集团和天津深基公司进行产学研协作，在863项目支持下，开展了可液化土中深水板桩码头新码头结构抗震关键技术研究，开发了板桩码头-可液化场地相互作用自适应动力数值分析方法及其数值模拟软件系统，对三排卸荷桩和两排卸荷桩不同结构形式进行了优化对比，改进了抗震措施，确定了最优抗震效果的卸荷式板桩码头的结构形式，并验证了目标场地细砂层发生局部液化时新结构各项指标满足抗震设计要求。为20万吨级板桩码新结构提供了抗震关键技术。

板桩码头结构

该成果已在唐山港京唐港区和曹妃甸港区成功应用，建成了57个5万-20万吨级板桩码头深水泊位，码头长度14.7公里，年货物通过能力达2.58亿吨，为“京津冀协同发展”国家战略实施提供了重要的技术支撑。新结构还推广应用到江苏盐城港滨海港区等港口建设。成果己纳入《板桩码头设计和施工规范》、《码头结构设计规范》和《港口工程离心模型试验技术规程》等行业标准。该项成果有力推动了水运行业科技进步，社会经济效益显著，对我国水运工程技术走向世界具有重要意义。成果经中国港口协会组织鉴定为国际领先水平，先后获得省部级特等奖1项，一等奖2项，二等奖2项。相关研究共获得发明专利15项，实用新型专利11项，其中2015年获中国港口科技进步一等奖，2017年获国家科技进步二等奖。

教授简介

唐小微，大连理工大学建设工程学部和海岸与近海工程国家重点实验室任教授、博士生导师、岩土工程研究所副所长。从事土动力学及海洋岩土工程的研究工作。曾任日本学术振兴会特聘研究员。主持完成国家自然科学基金、973项目子课题、863项目子课题等科研项目。发表学术论文120篇，SCI\EI收录60篇，获国家科技进步二等奖、港口协会科技进步一等奖。

编辑排版：景  博 赵冬月

责任编辑：苗  新 景  博