海上风电是清洁可再生能源风电产业发展的新趋势,在海上风电嵌岩桩基工程建设中,海水会导致桩基开挖面新鲜岩体的力学性质的劣化现象,造成桩端岩体的承载力降低。本文采用多种试验手段对海水作用下花岗岩力学性质劣化进行试验研究,进一步修正岩石Rock Mass Rating 2014(RMR14)分类方法使其可更为准确地描述海上风电基岩分级,并总结一系列的大直径嵌岩桩桩端岩体的极限承载力计算方法,系统地开展花岗岩海水劣化对嵌岩桩端阻力影响研究。论文的主要研究内容和研究结果如下:(1)开展了花岗岩经海水侵蚀不同时间下的弹性纵波速度测试、单轴抗压强度测试、耐崩解性指数测试、岩石切片CT扫描测试等多组试验,并进行了纯水在相同条件下的对比试验。其中,花岗岩经纯水和海水侵蚀15d后的弹性纵波速度(烘干)为4.573km/s和4.274km/s、饱和单轴抗压强度为80.578MPa和68.196MPa、耐崩解性指数为88.53%和84.24%,与各指标参数的初始值(无侵蚀)相比分别下降为 3.75%和 10.04%、18.59%和 31.10%、6.50%和 10.79%。通过岩石切片后CT扫描分析表明海水侵蚀后岩石蚀变特征更加明显。海水侵蚀作用下花岗岩的力学性质指标的降幅均大于相同条件下纯水作用的结果,说明在工程实践中海水对岩石的劣化效应不容忽视。(2)基于花岗岩海水劣化的室内试验结果,对RMR14分类方法中的节理分布、节理面条件、地下水状态、岩石耐崩解性指数等基本指标的评分值进行了适当的修正,建立了表征岩体固有特性的O-RMR14b基本分类方法。基于O-RMR14b基本分类方法对经历不同的海水侵蚀时间下的岩石进行评分分析,定量获得海上风电嵌岩桩桩孔暴露天数修正评分项。引入节理倾向与桩体轴线关系的修正评分项及桩端岩体应力应变特征等修正评分项,系统地建立海上风电嵌岩桩基岩O-RMR14分类方法。(3)为了更加准确获得大直径嵌岩桩桩端岩体的极限承载力,假定桩端岩体破坏可能的4种极限状态:桩端岩体整体连续滑裂破坏、桩周岩体剪切破坏、桩周岩体微裂纹断裂破坏、桩端节理岩体岩桥贯通破坏。基于岩体二维和三维Hoek-Brown(H-B)破坏准则、岩体微裂纹Ⅰ-Ⅱ型复合判据、断续节理岩体峰值强度理论,总结了5种大直径嵌岩桩桩端岩体极限承载力的计算方法。引用文献实测数据对所总结的计算方法进行了对比验证,结果表明本文总结的5种计算方法和基于GeoFBA平台中基于广义三维非线性岩体强度准则的本构模块的数值模拟均比较接近于实测值,尤其是基于Ⅰ-Ⅱ型复合判据的桩周岩体微裂纹断裂破坏的桩端极限承载力计算结果与实测值最为接近。(4)进一步研究了大直径嵌岩桩的尺寸效应,桩端岩体的极限承载力与嵌岩深度及桩径密切相关。基于Ⅰ-Ⅱ型复合判据的桩周岩体微裂纹断裂的解法表明:嵌岩桩桩端极限承载力随嵌固深度的增大而增大,这与岩石在三向受压时强度会较大提高的事实相符合;而随桩径的增大而减小,这与现场实测规律相符。基于理论计算和GeoFBA平台中基于广义三维非线性岩体强度准则(MGZZ)的本构模块,开展O-RMR14分类方法的嵌岩桩桩端基岩承载力理论与数值分析,获得了桩端极限承载力随海上风电嵌岩桩桩孔暴露时间的变化关系,结果表明随着桩孔暴露时间的延长,桩端基岩的极限承载力呈递减的趋势,故对于海上风电嵌岩桩基工程应尽量减少钻孔和浇筑混凝土的天数。进一步对海上风电嵌岩桩桩端岩体极限承载力进行了参数(σc、mi、O-RMR14)敏感性分析,结果表明三个参数对极限承载力的敏感性大小为mi>σc>O-RMR14,且随着该三个参数指标的增大,极限承载力呈现出递增的趋势,与极限承载力对应的桩底沉降值也呈现递增的趋势。