黨中央在黨的十八大報告中作出“建設(shè)海洋強國”的重大戰(zhàn)略部署，在黨的十九大報告中明確提出“加快建設(shè)海洋強國”的新要求。我國海洋油氣資源豐富，其中大多數(shù)來自深海。要開發(fā)深海資源，需要建設(shè)一系列重大深海工程。然而，我國現(xiàn)有的深海工程技術(shù)與實際生產(chǎn)需求的差距很大。目前我國只掌握了300米以下水深的淺水油氣開采技術(shù)。從淺水邁向深海，需要克服一系列巨大挑戰(zhàn)，包括水面強動力等嚴酷的海況、海底地基土軟弱且難以處理等。深海工程的水面結(jié)構(gòu)設(shè)計與淺海工程差別較大，但是深海工程的海底結(jié)構(gòu)設(shè)計與淺海工程差別更大。我國深海海底結(jié)構(gòu)既沒有規(guī)范、又缺乏經(jīng)驗可循，海底錨固系統(tǒng)、海底管道系統(tǒng)、海底水合物開采井系統(tǒng)等海底結(jié)構(gòu)事故或破壞引起的整體工程失效或破壞，是我國深海工程安全面臨的瓶頸問題。

一、科學(xué)目標(biāo)

深海工程的海底錨固系統(tǒng)、海底管道系統(tǒng)、海底水合物開采井系統(tǒng)等海底結(jié)構(gòu)事故或破壞，多緣于對深海土特性、深海土與結(jié)構(gòu)的相互作用等基本規(guī)律認識不夠。深入開展面向土力學(xué)與巖土工程及土與結(jié)構(gòu)相互作用的相關(guān)基礎(chǔ)研究是非常必要和迫切的，針對該領(lǐng)域研究前沿“深海土與結(jié)構(gòu)的界面弱化理論及工程安全分析方法”，本項目擬實現(xiàn)以下科學(xué)目標(biāo)。在深海土的組構(gòu)演化與熱傳導(dǎo)-滲流/擴散-力學(xué)-化學(xué)多過程耦合的關(guān)聯(lián)機制、深海工程條件下土與結(jié)構(gòu)界面的弱化特性等方面取得突破性進展。同時，結(jié)合中國南海開發(fā)實際，針對海底錨固系統(tǒng)、海底管道系統(tǒng)、海底水合物開采井系統(tǒng)等海底結(jié)構(gòu)，提出合理有效的深海工程海底結(jié)構(gòu)安全的分析方法和設(shè)計指導(dǎo)。

二、研究內(nèi)容

（一）深海土組構(gòu)演化與多過程耦合的相互作用。

主要研究多過程耦合下組構(gòu)演化、多過程耦合下組構(gòu)演化對力學(xué)特性的影響、考慮組構(gòu)演化的本構(gòu)關(guān)系和多過程耦合模型與分析方法。

（二）深海土與抗拔結(jié)構(gòu)界面的演化特性。

主要研究微結(jié)構(gòu)坍塌和水膜富集過程及其與軟化特性的關(guān)聯(lián)規(guī)律、微結(jié)構(gòu)膠結(jié)和觸變過程及其與宏觀承載特性關(guān)聯(lián)規(guī)律、漸進破壞和海底結(jié)構(gòu)抗拔承載力的分析方法。

（三）深海土與油氣管纜的相互作用。

主要研究組構(gòu)演化和強度變化及管纜與土相互作用、沉積物運移下管纜結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)特性、高壓和輸送介質(zhì)溫度變化下管道穩(wěn)定性。

（四）深海土與天然氣水合物開采井的相互作用。

主要研究天然氣水合物分解對力學(xué)特性的影響、開采擾動下的相變特性及開采井失效破壞、開采擾動下的井筒內(nèi)多相流過程及開采井穩(wěn)定性。

（五）深海土與海底結(jié)構(gòu)相互作用及海底結(jié)構(gòu)設(shè)計。

主要研究軟化、液化、相變特性等的界面演化理論、考慮多過程耦合的相互作用分析、考慮界面演化的承載力計算、深海海底結(jié)構(gòu)的安全設(shè)計和安裝技術(shù)。

三、申請注意事項

（一）申請書的附注說明選擇“深海土與結(jié)構(gòu)的界面弱化理論及工程安全”，申請代碼1選擇e0907。

（二）申請人申請的直接費用預(yù)算不得超過2000萬元/項（含2000萬元/項）。

（三）本項目由工程與材料科學(xué)部負責(zé)受理。