我国近海海域风能资源丰富，可开发量超过5亿kW，已成为新能源发展的重要方向。单桩基础具有结构简单、受力明确的优点，是海上风电的主要基础型式。随着海上风力发电机单机容量的不断增加，目前我国海上风电单桩基础的最大直径已达10m、桩长超过100m、桩重近2000t。直径的增加改变了原有小直径单桩的承载模式，因此针对大直径单桩开展承载模式与承载力计算方法研究十分必要。本文针对大直径单桩基础水平向承载力特性进行研究，主要研究内容和成果如下：
　　(1)通过引入运动硬化模型描述土体塑性变形行为，基于三轴试验结果验证了该模型的合理性。采用API规范方法以及有限元方法，分析了桩基础径长比、壁厚及地基土体不排水强度对单桩水平向承载力的影响。研究结果表明，桩基础的水平向承载力受径长比影响最大，水平向承载力与径长比、壁厚及地基土体不排水强度呈正相关关系。
　　(2)以有限元分析结果为基础，针对水平荷载作用下的柔性长桩和刚性短桩变形特点，计算得到了柔性长桩和刚性短桩临界桩长的判别公式，与《码头结构设计规范》中的判别公式进行对比。研究结果表明，对于直径小于2m的单桩基础，采用《码头结构设计规范》中规定的临界桩长判别方法，可以较为准确的界定刚性短桩和柔性长桩；但随着桩径的增大，该方法的判断结果与实际情况存在偏差。理论推导和数值分析揭示随着桩基直径由2m增加到6m刚性短桩的判别标准接近2.2T，柔性长桩的判别标准接近3.7T。
　　(3)基于非线性运动硬化准则建立了饱和黏土弱化模型，研究循环荷载作用下地基土体强度弱化对桩基水平向承载力、基础刚度和风机整体自振频率的影响。研究表明当循环荷载相同时，桩—土系统抗弯刚度的衰减程度大于水平刚度，抗倾覆承载力的衰减程度大于水平承载力。在一定的循环次数范围内，循环幅值的影响大于循环次数，且风机整体自振频率与桩—土体系统刚度呈正相关关系。