筒型基础类似于具有裙板的重力式基础。其工作机理和结构特点与吸力桩相同。它是一种新型的海上结构设施,与传统的桩结构相比,具有承载能力大、安装简便、应用范围广等特点,因而越来越受到海洋工程界的广泛重视。筒型基础施工时依靠抽水泵的吸力在筒内形成负压,因而在筒基周围及其内部的土体中形成渗流场,对渗流场进行研究是研究筒型基础一切问题的基础。本文主要目的是建立适合筒型基础沉贯应用的渗流场求解方法。根据近年来的研究资料和研究成果,通过分析海底软土的成分及微观结构、土颗粒的变形特性以及海底土的孔隙特征,对土颗粒的种类和海底土的孔隙进行了分类,在分析海底土受渗流力作用时,对孔隙的变化特征和孔隙大小的改变情况进行了剖析。将渗流力作用下的土体应变分为两部分:一部分为土颗粒自身变形而引起的土体体积拟应变,另一部分为土体骨架几何变形而引起的土体体积应变。本文以一种全新的方式将J₂流动理论以及离散元思想应用到土体本构关系模型中:利用J₂流动理论各向同性硬化原理,建立土颗粒变形的本构关系模型;利用离散元思想建立土骨架变形的本构关系模型。并将这两种模型结合,得到土体的本构关系模型。将土体物性参数动态模型引入筒型基础沉贯过程中,改变了传统计算中沉贯过程不考虑物性参数变化的缺陷。从物性参数的基本定义出发,将以离散元理论计算土体骨架产生的体积应变、J₂流动理论计算土颗粒体积拟应变,以及这两个体积应变之和作为土体瞬时应变量,构建土体物性参数动态变化模型。针对筒型基础特殊的结构形式以及筒内土体的应力变化情况,建立适合筒型基础应用的有效应力原理。由于沉贯阻力公式是应力方程的主要参数,本文重新研究了筒型基础的沉贯阻力公式,在考虑了渗流软化对阻力的影响的基础上,对沉贯阻力公式进行了修正。根据质量守恒定律和渗流运动方程,建立适合筒基沉贯应用的渗流方程,与应力方程一起组成了流固耦合渗流数学模型,并给出上述模型的定解条件,并利用模型进行了实例计算,检验了模型的可用性和有效性。