渤海油田是我国海洋石油的主产区。但受到油田开发成本的限制,渤海中很多小型的边际油田没有得到有效开发,因此降本增效是提高小型油田收益率的主要途径之一。在海洋石油开采过程中,井口结构必不可少,通常由钢质隔水导管和表层套管与固井水泥组合而成,其直径和入泥深度均与钢管桩相近,因此如能利用井口结构承担上部荷载,替代或部分替代传统导管架平台的钢管桩基础,则可降低海洋平台的建造成本。本文将由隔水导管、表层套管与固结水泥组成的井口结构称为隔水导管复合桩,采用理论分析、数值计算、模型试验与现场试验相结合的方法,对隔水导管复合桩的承载特性进行了系统研究。具体成果如下:（1）针对隔水导管复合桩为组合结构的特点,建立了计算层间剪力与结构应力的理论和数值方法,揭示竖向或水平向荷载作用下桩身各结构层的应力分布规律,阐明隔水导管复合桩层间连接紧密但固井水泥环在桩顶发生较大位移时承载开裂现象,提出了计算隔水导管复合桩承载力的截面等效原则。（2）针对隔水导管复合桩变截面的特点,开展了系列数值模拟分析与室内模型试验,揭示了砂土或粘土中隔水导管复合桩的承载模式与轴力传递规律;建立了考虑变截面效应的桩侧摩阻力与端阻力计算方法;提出当变截面段参与水平向承载时,导致桩基的水平抗力减小且桩身反弯点更加靠近泥面。（3）开展了现场成层土1:3缩尺和1:1原型比尺的隔水管复合桩承载力试验,获得了完整的竖向及水平向承载力曲线与桩身应变变化规律,揭示了成层土地基中隔水导管复合桩变截面处发生轴力突变的规律,验证了考虑变截面效应的竖向及水平向承载力计算方法的可靠性。（4）针对隔水导管复合桩内部输送高温溶液的特点,自主研制了温控直剪仪,得到粘土或砂土在不同温度下的剪切强度变化规律;建立了模拟温度效应的顺序耦合数值分析方法,揭示了桩身和桩周土体温度场分布以及温度荷载作用下隔水导管复合桩层间剪力与承载力的变化规律。（5）开展了桩身荷载传递规律研究,建立了考虑隔水导管复合桩变截面特点的竖向（f-zv、q-zv）及水平向（p-y）荷载传递曲线,并得到了离心机试验验证;提出了通过控制桩顶竖向或水平向位移确定隔水导管复合桩有效长度与承载力设计值的方法。