深海地区的风场建设需要使用移动式海洋平台,而海洋平台在移动过程中桩靴会发生下压和拔起的循环,在拔起时桩靴会与海洋土产生阻滞上拔的吸附力。吸附力的作用会影响桩靴的正常工作,严重时甚至可能导致平台的倾覆,威胁到平台的安全。本课题选择以桩靴在粉土中产生的吸附力作为研究对象,探讨吸附力形成过程中的决定性因素和相关影响要素。论文的主要研究内容包括以下几个方面：(1)通过室内土工试验和桩靴模型的吸附力试验,测得试验中土体物理力学性质,以及模型试验中吸附力的相关性质,并与理论计算结果和ABAQUS数值模拟桩靴模型在粉土中产生的吸附力相对比。试验中采用了大小两个桩靴模型,以消除模型的尺寸效应。根据以往的模型试验结果,土体本身的物理力学性质是产生吸附力的前提条件,而土体的粘聚力和渗透性是决定性因素。由于本课题试验采用的粉土,其粘聚力较小,而渗透性相对较大,所以渗透性的影响远远超过粘聚力。试验结果显示,单位吸附力与相对埋深相比,能够更加科学的描述吸附力。在小埋深条件下,桩靴模型的单位吸附力与埋深成线性关系。吸附力会随着加载速度的增长而增长,但当吸附力增长到一定程度时,如果继续提高加载速度,吸附力并不继续增长。采用喷气的方法可有效降低模型的单位吸附力,但是降低幅度与喷气气压和开孔位置等有重要关系。(2)通过理论计算的方式计算吸附力并与试验结果对比。理论计算结果显示,经典的Skempton模型在小埋深条件下已经不再适用。由于在小埋深条件下,土体主要发生弹性变形而不是塑性变形,根据极限承载力的Skempton模型的吸附力计算结果与试验结果相差巨大,达到了十倍以上。而Lee等根据美国海军土木工程实验室的试验室和现场试验结果总结出来的经验公式可以较好地计算的吸附力,理论计算结果与试验最大值相差50%左右,具有很高的实用价值。经验公式考虑了时间对吸附力的作用,但未考虑埋深的影响。(3)通过大型商业有限元软件ABAQUS对工程实践中出现的吸附力进行数值模拟,模拟中土体单元采用了剑桥模型和多孔弹性模型。发现数值模拟结果可以很好地与试验结果相对应,试验结果完全落在了数值模拟的结果区间内。数值模拟结果显示,孔隙水压力是桩靴模型在粉土中产生吸附力的决定性因素,而粘聚力对吸附力影响可以忽略不计。在接触面竖向应力与孔隙水压力对比中,土体竖向压应力逐渐降低,而接触面的孔隙水压力经历了从零急剧降低至负,正是负孔隙水压力形成类似“真空吸力”的吸附力,然后负孔隙水压力逐渐消散,直至吸附力小于提拉力,不能阻滞桩靴被拔出。加载速度对吸附力的影响随着时间的增长而逐渐降低,吸附力近似与加载时间成反比。在ABAQUS数值模拟中,模拟了在桩靴上拔过程中接触面土体应力场和位移场的变化。结果显示：水平应力-水平位移成负相关变化,随着桩靴被拔出,接触土体逐渐向中间移动,同时土体内部应力逐渐降低。而竖向应力-竖向位移呈现正相关变化,在竖向压应力逐渐降低的过程中,土体出现了竖直向上的位移。在吸附力研究过程中,试验结果和数值模拟结果可以很好的吻合,而理论计算结果在小埋深条件下的往往大于实际模型试验结果,经验公式对吸附力的计算有很大帮助。