近年来,我国大力推动海上风电开发建设,大直径单桩基础因结构形式简单、承载力高及施工便易等优点,成为海上风机的常用基础形式。这类复杂海洋环境中的单桩基础除承受上部结构及自重带来的竖向载荷外,还承受由波流、风等引起的水平向荷载,一方面使其处于复杂的受力状态,另一方面波流的扰动和冲刷等作用将影响基础的承载特性。而传统的桩基工程设计方法对于这些因素的考虑仍具较大的局限性。为此,基于已有研究成果,通过采用理论计算分析、室内水槽模型试验及三维数值模拟等方式,对受波流作用的海上风机大直径单桩的水平承载特性展开了研究,主要工作如下:首先,对单桩基础及海上风机上部结构部分进行波流受荷分析计算,获得各结构部分承受的波流荷载(包括风荷载)大小和分布形式,由此分析了波流作用下大直径单桩的承载变形特点,并基于土体应力历史,探讨了波流冲刷作用对桩周土体的影响机理。其次,通过设计室内试验水槽模型,开展了一系列砂土地基中的模型桩载荷测试,研究了不同水体状态下大直径单桩的承载特性及破坏形态,探讨了竖向载荷大小对桩身水平位移及弯矩的影响规律,进而获得桩身p–y曲线,并结合API规范进行了对比。在此基础上,拟合获得了竖向-水平组合力下的桩身无量纲承载力包络线及相应的简化计算式。最后,基于ABAQUS通用分析模块与AQUA模块的耦合,建立了可考虑波流荷载实际分布及其冲刷效应的大直径单桩基础复杂受荷三维数值分析模型。并通过模型退化后,与本文试验数据及现有研究成果的对比,验证了计算的准确度。由此针对桩-土体参数、波流关键特征参数展开了对比分析,探讨了桩身尺寸、砂土强度指标、水深、波浪的波高与周期,以及冲刷程度和风、流荷载等对风机结构及桩身水平承载变形的影响规律,便于进一步掌握海上风机大直径单桩的承载变形特点,并为工程设计提供参考。