当今世界的工业水平不断发展，对石油、天然气等资源提出了更大的需求。陆地上的油气开采已经发展充分，各国开始把目光转向海洋。海洋油气的开采已经达到海平面以下2000m。自升式钻井平台具有机动灵活、造价经济的优点，被广泛用于海平面以下约120m深度范围内的油气勘探开采。自升式钻井平台在预压阶段，桩靴基础贯入海床以下的深度可达3倍桩靴直径，经常需穿越多层土体，对于上层为砂土下层为软粘土的海床，常发生穿刺破坏，严重威胁海洋平台的安全。本文考虑土体的空间变异性研究上砂下粘双层土体中桩靴基础的破坏机理。
　　本文基于耦合欧拉-拉格朗日方法，采用有限元软件ABAQUS中的CEL求解器，建立了桩靴在上砂下粘双层地基中贯入的三维有限元模型。采用摩尔库伦屈服准则，考虑了砂土层和粘土层的不同强度指标，得到桩靴基础由海床砂土表面向下贯入粘土层中直至3倍桩靴直径深度的大变形贯入过程，得到了贯入阻力-深度曲线，并与离心机试验结果比较，验证了CEL方法用于桩靴下贯研究的可靠性。
　　考虑上砂下粘双层土体的空间变异性，分别生成关于上层砂土内摩擦角和下层粘土不排水抗剪强度的随机场，并将整个土体范围内的强度随机场映射到有限元模型中，采用随机有限元方法，进行400次蒙特卡洛模拟，经统计分析得到桩靴基础在具有空间变异性的上砂下粘土体中的贯入过程，并与在均质上砂下粘地基中的贯入结果进行对比，研究土体空间变异性对上砂下粘地基中桩靴贯入的穿刺破坏、砂土中的峰值贯入阻力、发生穿刺的高度、穿刺距离及进入粘土层中不同深度处贯入阻力系数等量值的影响。
　　对砂土内摩擦角和粘土粘聚力进行了参数敏感性分析。多种工况的蒙特卡洛模拟的统计结果表明砂土内摩擦角水平波动范围变小时，峰值贯入阻力的均值增加，变异系数变大；砂土层内摩擦角的变异系数变大时，峰值贯入阻力的均值变小，平均穿刺点位置变浅，平均穿刺距离变长，三者的变异系数均变大；粘土粘聚力的变异系数变大时，平均穿刺点位置变深，平均穿刺距离边长，变异系数变大。