"透明土壤PIV技术揭示松散砂土中吸力锚速率依赖性上拔行为与土体破坏机制"

这篇研究采用透明土壤与粒子图像测速(PIV)技术，创新性地揭示了海上风电吸力锚在松散砂土中的速率依赖性上拔机制。通过30组不同长径比(L/D)锚体模型试验，发现极限承载力随加载速率提升最高可达排水条件的30倍，并首次量化了高速加载下土体破坏面宽深比(0.5–1)的弧形演化规律，为深海锚固系统抗风暴设计提供了关键理论支撑。

　　

Highlight

本研究采用创新性的透明土壤与粒子图像测速(PIV)技术，首次在松散砂土中捕捉到吸力锚高速上拔时的"土体变形芭蕾"。当加载速率突破临界值后，土体破坏模式会像交响乐变奏般从局部剪切转变为整体破坏，其承载力瞬间飙升至排水条件的30倍！

Load-displacement response

荷载-位移曲线像"弹簧变形记"般呈现显著非线性特征：在低速(<0.1 mm/s)时曲线温顺如绵羊，而高速(>10 mm/s)时则变得像猎豹般凶猛。特别有趣的是，当达到不排水条件临界速率时，承载力会突然"踩油门"骤增，这就像土体突然开启了"暴走模式"。

Soil failure surfaces

通过PIV技术捕捉到的破坏面就像土中绽放的"弧形花瓣"：低速时是含苞待放的小花蕾(宽深比0.5)，高速时则盛放成直径达3倍锚宽的霸王花(宽深比1)。这些数字魔术师般的变形图案，揭示了砂土颗粒在动态荷载下令人惊叹的自组织行为。

Conclusions

1. 1.

   吸力锚的极限抗拔力会像爬楼梯般随加载速率阶梯式增长；

2. 2.

   土体破坏模式存在戏剧性的"双重人格"：低速时是局部破坏的"内向者"，高速时则变成整体破坏的"社交达人"；

3. 3.

   破坏面几何形态遵循0.5-1的宽深比黄金法则，这为工程师设计抗风暴锚固系统提供了"土力学密码本"。