自升式钻井平台广泛应用于近海石油开发,但由于海底地基以及自升式平台插拔桩过程中桩土作用的复杂性,经常会发生地基不稳、桩腿沉降不匀、平台倾斜、冲刷与淘空现象,给平台的作业安全带来极大挑战。按现行规范,自升式平台结构计算的边界条件是将地基的作用简化为泥面下某处约束,这种简化忽略了海底地基与平台结构的相互影响,从而会引发平台结构安全问题。本文以渤海湾“胜利五号”在作业平台桩靴模型为研究对象,采用试验及数值分析方法探究桩土动态贯入过程,并提出针对我国渤海海域地基影响下自升式平台强度计算的修正方法,为自升式平台结构设计的改进提供依据。论文的重点研究内容有以下几点:1.介绍ALE(任意拉格朗日欧拉法)在处理桩土大变形有限元分析中的优越性,引入以处理桩端极限承载力为主要研究对象的土体MPC模型,同时对桩靴及地基进行简化,并建立桩靴及土体模型。2.利用有限元分析软件ABAQUS/ALE模拟桩土动态贯入过程,探究贯入过程中桩侧土体流动机理以及桩靴上部空腔的形成、发展和破坏机理。并提取桩端上下端面土体的速度差来研究空腔上部土体回流对桩端承载的影响。3.以渤海湾某井位作业地质条件为依据,利用静压贯桩试验验证桩靴底部压力分布规律,并同数值模拟与《海上移动平台入级与建造规范》中对于桩靴底部压力分布的假定进行比较。同时在复合地基基础上研究穿刺现象对桩靴结构的影响。4.通过上述方法对桩土贯入的动态过程进行试验及数值模拟,提出一种桩靴支护结构的优化方法,分析该支护结构对土体流动及桩端承载的影响。