高桩码头是淤泥质海岸及河口地区普遍采用的一种码头结构形式。堆石体由于在提高岸坡稳定性、控制岸坡变形、抵挡波浪冲刷等方面起着重要的作用，被广泛使用于高桩码头软粘土岸坡中。但若堆石体设计或施工不当，会对桩产生严重损害，甚至引发岸坡失稳。为了研究堆石体对高桩码头结构和岸坡的作用，本文首先以珠海煤炭码头为工程背景，建立了基于连续介质的高桩码头桩与堆石体相互作用三维数值模型，研究了考虑桩与堆石体相互作用对码头岸坡稳定性和结构内力的影响。研究发现桩与堆石体相互作用对岸坡稳定性安全系数、破坏状态以及结构内力均有很大影响。为了更深入地研究桩与堆石体相互作用规律，本文探索采用散体模型从细观上来模拟堆石体。本文编写了基于GPU的离散元程序，并发展了基于GPU的高速碰撞检测算法。　　 本文主要完成了以下三个方面的研究工作：⑴结合珠海煤炭码头工程，建立了基于连续介质的高桩码头桩与堆石体相互作用三维数值模型，研究了考虑桩与堆石体相互作用对岸坡稳定性和结构内力的影响。⑵发展了高速碰撞检测算法。将碰撞检测分为初步检测和精确检测两步，初步检测引入计算机图形学碰撞检测方法中的空间分解法和层次包围盒法，将两者联合使用并加以改进，发展了基于动态空间的动态八叉树更新技术，大大减少了检测计算量。同时采用GPU通用计算技术，将碰撞检测算法并行化，极大地提升了检测速度。⑶在基于GPU的碰撞检测算法基础上，开发了离散元程序。程序计算过程采用动态松弛法，采用中心差分方法积分块体每时步的速度和位移，通过弹簧、阻尼器和滑动摩擦器模拟接触块体间的相互作用。本文提出了带预测的嵌入深度修正方法，推导了接触弹簧刚度计算公式，同时编写了接触块体堆积程序用于堆石体建模。