在淤泥、粉细沙等复杂恶劣的海洋地基环境中建造海上风电,筒型基础具有抗倾覆能力强、施工费用低和可重复利用等诸多优势,具有广阔的应用前景。筒型基础是顶端封闭,下端敞开的倒置筒状结构,为增加气浮拖航及沉放施工过程中的稳定性,需对筒体进行分舱;而在其沉放施工及沉放结束后,在顶端抽吸水体,形成负压,土体排水固结,可提高筒型基础的承载能力。通常,筒型基础设计时不考虑分舱板和土体加固对地基承载力的影响,但分舱板的存在和土体加固对于筒型基础的承载能力和承载特性是存在一定影响的。本文的主要研究内容及成果如下:(1)本文采用有限元分析和室内模型试验的方法,针对竖直、水平和弯矩作用下,有无分舱板的筒形基础的承载力及其失效模式,展开深入研究,经研究发现:在竖向荷载作用下,分舱板使基础的极限承载力提高8.8%,分舱板分担了筒顶盖和筒壁的竖向承载,降低了顶盖的承载比例;在水平荷载和弯矩作用下,分舱板为筒型基础提供了较大的抗拔承载力,使筒型基础在水平和弯矩荷载作用下的极限承载力提高了20.2%,降低了极限状态下的水平位移和倾角。总之,分舱板不但可以提高海上风电基础施工浮运过程的稳定性,还可以提高海上风电基础运行时的极限承载力。(2)本文建立三维数值模型,考虑渗流-应力耦合效应,模拟在筒顶负压抽水情况下筒形基础地基的固结沉降过程,结果显示:在负压作用了2.5天后,筒基顶部沉降量,孔压扩散范围和孔隙比下降情况明显比作用1天后有了大幅改变,但在负压作用4天后与作用2.5天时相比,固结沉降量趋于平缓,孔压扩散范围和孔隙比下降的幅度均十分缓慢。出于施工经济性考虑,我们可以认为负压作用2.5天后,就已经达到了土体加固的较优效果,可以停止继续施加负压。在负压作用2.5天后,筒顶沉降达到0.2m,筒顶土由初始孔隙比1.248降至1.061,负压扩散范围广,加固效果较好。(3)在此基础上分别计算土体负压加固和未加固时筒型基础的承载情况,对比得出在单一加载和复合加载情况下,土体加固对筒型基础各向承载力和承载特性的影响。研究表明:负压作用后,筒土之间接触更为紧密,极端荷载下筒顶脱开率大幅下降;在单一加载情况下,土体加固提高竖向设计承载力42.6%,水平设计承载力129.2%,抗弯设计承载力69.6%,竖向极限承载力4.4%,水平极限承载力61.3%,以及抗弯极限承载力99.1%;在复合加载情况下,土体加固前后V-M、V-H、V-H-M包络线存在一定的差异,未加固土体筒基的包络曲线分布在加固后的筒基外侧。