吸力式桶形基础以其施工速度较快、造价低和可重复利用等优点,近年来被广泛地应用到各类海上工程中。但是,由于吸力式桶形基础的水平承载能力较为薄弱,且海上工程结构在海洋环境中长期承受波浪荷载、风荷载等水平荷载,实际工程应用中容易出现倾覆破坏。针对以上缺陷,学者们在此基础作进一步改进,提出一种结构形式改进的“裙式吸力基础”。该新型基础具有良好的沉贯性,其水平承载能力得到显著提高,同时侧移得到有效限制,特别适合作为主控荷载为水平方向荷载的海上风力发电塔架等结构的基础。目前该基础的理论分析和结构计算尚不成熟,并且在软黏土中工作性能的研究尚未见报道,对其进行理论分析与试验研究将为该新型基础在实际工程中的应用提供必要的理论依据与技术储备。鉴于此,本文研究了裙式吸力基础与土相互作用的机理,分析其在水平受荷过程中桶体结构内外土压力、地基反力的规律。本文的研究内容主要有:(1)建立了裙式吸力桶形基础结构与土相互作用的三维非线性有限元数值模型,考虑计算域、边界条件、土与桶体结构接触等的设置使其能反映结构的实际工作情况,将数值计算结果与文献中的试验数据进行对比分析,以验证数值模型的正确性。(2)对不同裙尺寸的裙式吸力桶式基础结构模型进行水平静力加载,分析不同裙尺寸的基础桶体的土压力和地基反力的综合影响,研究了裙高、裙宽对基础水平承载力的影响。分析桶内土体参与抗倾的机理,通过数值模拟的土压力与传统土压力公式对比分析。研究发现:裙式桶型基础与传统桶形基础失稳破坏的形式均为绕桶体内部某一点旋转,裙式桶形基础的水平极限承载力相对有明显提升;随着桶裙尺寸增大,桶基与地基作用的面积增大,地基土发生变形的范围明显增加,极限状态时的位移也随之减小。(3)针对同一组裙式基础结构,对内摩擦角ψ、弹性模量E、粘聚力c,等地基参数进行了敏感性分析,研究各个地基参数对结构水平承载能力和位移的影响。(4)针对裙式桶形基础在水平荷载作用时的极限平衡状态,对桶体结构进行受力分析,根据数值模拟的结果计算桶体结构倾覆时的转动点,建立裙式吸力桶形基础在水平荷载作用下的失稳破坏计算模型,并推导其理论公式,验证公式的准确性。