作为清洁能源和战略性新兴产业的重要内容,海上风力发电呈现出欣欣向荣的局面。“深水域、大容量、高品质”引领海上风电技术的发展方向,风电机组重量、单机容量及轮毂高度大幅增加,对风电机组(简称风机)支撑结构提出了更高要求。目前,对海上风电机组支撑结构抗震性能的重视尚未达到应有高度,现行相关规范对其抗震设计的考虑仍处于一个较低的水准,未能完整体现出流体一结构一土体三个耦合子系统间的相互耦合作用。有察于此,本文全面考虑地震作用下的流固耦合、桩土耦合问题,建立了单机容量为10MW的海上风电机组支撑结构数值模型进行动力行为分析。首先,本文完成了些许基础性的研究工作。探讨了海上风电机组支撑结构抗震性能、流固耦合问题、桩土耦合问题三方面的研究现状及思路;论述了海上风电机组支撑结构的结构形式与选型依据,选择适应我国未来海上风电建设要求的结构形式。其次,本文对流固耦合与桩土耦合分析方法进行理论研究。在现有研究基础上考虑固体的材料非线性及介质阻尼,推导了流固耦合系统的(ui,p)增量有限元格式,提出基于此的附加质量方法并给出了两种递推算法。简述了基于Morrison方程的附加质量方法并将其推广至三维地震动的情形。此外,论述了流固耦合有限元方法、考虑桩土耦合的P-y曲线方法及有限元接触分析方法。继而,本文事实上形成了一整套完整的海上风电机组支撑结构动力响应分析理论。应用APDL构建了考虑流固耦合与桩土耦合的海上风电机组支撑结构数值模型;建立运动方程并推导递推算法;完成了支撑结构激励的计算,包括选取地震波并编制程序生成人工地震波、根据BEM理论计算气动荷载、采用AR模型模拟风场并计算风荷载、计算波浪荷载及海流荷载。此外,验证了本文数值模型P-y曲线方法的精确性。最后,本文对海上风电机组支撑结构的抗震性能展开研究。分析了桩土滞回性能,包括桩径、土体抗剪强度等参数的影响;支撑结构的动力特性,包括流固耦合、桩土耦合对模态参数的影响。对不同地震波输入时支撑结构的地震响应规律进行研究,通过提出抗震安全系数的概念量化地评价支撑结构的抗震性能。探究了流固耦合、桩土耦合以及包括风荷载、气动荷载、波流荷载在内的不同激励对支撑结构地震响应的影响规律,为其抗震设计提供参考建议。研究了支撑结构地震响应对水深参数的敏感性,并涉及抗震验算时设计潮位的选择问题。