随着油气资源的日益短缺,我国不断推进海洋油气资源的发展。在海洋油气资源开采过程中,水下生产系统是必不可缺少的组成部分之一,而在实际工程中用于保护水下生产系统的水下沉箱基础一旦发生过大沉降变形,将引起管汇及沉箱跨接管、海底管线、脐带缆等发生断裂,从而酿成重大工程事故,故针对水下保护沉箱的沉降预测及关键影响因素分析研究具有重要的工程价值。本文利用离心机模型试验模拟水下沉箱基础自开挖到基础放置的实际施工工序,从而确定水下沉箱基础的固结沉降过程;为确保预测结果的可靠性,分别采用Midas GTS NX三维有限元软件以及规范理论法互相对比验证;为研究影响水下沉箱基础沉降规律的关键因素,本次采用ABAQUS有限元软件中的渗流/应力耦合进行参数敏感性分析。本文主要工作和研究结果包括:（1）鉴于原状土样难以获取且易受扰动,本文主要通过室内土工试验获得相应的重塑土样相关参数,通过分析土体固结系数、土体压缩模量与土体含水率之间的相互关系,发现当试样含水率为30.55%时,试样的变形参数最接近实际土样;（2）开展水下沉箱基础沉降规律的离心机模型试验研究,研究结果表明:将离心机模型试验结果利用Weibull曲线拟合,并利用比尺反演推算出实际工程中水下沉箱基础的最终沉降量为0.4861m;（3）利用Midas GTS NX有限元软件进行水下沉箱基础沉降的验证分析,研究结果表明:水下沉箱基础最终沉降量为0.4193m,与理论结果相差4.39%,与离心机模型试验结果相差13.74%;在双层土体分析中,当钢圈护壁下方土体为软土时,土体内应力沿计算深度向四周扩散,而当钢圈护壁下方土体为硬土时,其应力则较为集中并未扩散;（4）利用ABAQUS有限元软件研究水下沉箱基础沉降规律的影响因素,研究结果表明:渗透系数、土体强度分别与固结沉降时间、基础最终沉降量线性相关,当钢圈护壁高度小于1.6倍基础高度时,基础最终沉降量随钢圈护壁高度的减小而增大。综上所述,本文主要利用离心机模型试验和有限元分析方法进行水下沉箱基础沉降预测以及影响因素分析,研究结论对于利用沉箱式水下生产系统的实际工程应用具有一定的参考意义。