近年来，随着防浪建筑物以及无掩护码头向外海深水域的发展，传统的实体直立式结构已经不能很好的满足工程实际需要。为了减少波浪的反射和结构所受的波浪力以降低工程造价，国内外学者积极研究新型防波堤结构，其中，开孔沉箱由于能够大大减少沉箱前波浪的反射而备受关注。已见对开孔沉箱的研究成果多集中在对没有顶板影响情况下其反射系数及水平力方面的研究上，而对于在工程实际中应用最为广泛的有顶板开孔沉箱的研究则一直未见报导；其次，开孔沉箱垂直方向受力的研究成果也一直未见全面报导。开孔沉箱结构由于有消浪室的存在，其本身自重比传统的重力式海工结构物的自重要轻很多，波浪作用下它所受到的垂直方向的波浪力除了与传统重力式结构一样受到浮托力外，其消浪室内水体的进出也造成其在垂直方向受力的重大变化；对于有顶板影响的开孔沉箱，其垂直方向所受到的波浪力由于加上了项板的影响则变的更为复杂。要全面计算开孔沉箱结构的稳定就必须对其进行垂直方向的受力分析，因此本文从物理模型试验方面入手对这一问题进行了较为系统的研究。 本文内容为国家自然科学基金和香港研究资助局联合资助项目“波浪和海洋环境的相互作用”(49910161985)和交通部规范修订专题研究项目“开孔沉箱结构物波浪力计算方法的确定”(批准函水运技术函字[2002]100号)的部分成果，通过二维波浪水槽物理模型实验，对规则波和不规则波作用下无顶板及有顶板开孔沉箱垂直方向的受力做了系统地研究。提出了波浪作用下，无顶板及有顶板开孔沉箱垂直方向所受到的波浪力和总垂直波浪力峰值时刻对应的总水平波浪力的计算方法，为全面分析开孔沉箱结构的稳定提供了详尽的科学依据。 通过对试验数据的分析，找出主要影响因素s／H、b_c／L、d／L、H／L、μ等与浮托力、总垂直力和总垂直力的力臂之间的关系，采用最小二乘法拟合它们之间的经验关系式。这些经验关系式表达形式简单、直观，计算方便，计算结果与试验数据符合较好，为开孔沉箱的设计及工程应用提供了有科学依据的计算方法。