近年来,随着海上风电产业的迅速发展,桩基础(特别是大直径单桩基础)因其结构简单、工期短等优势越来越成为海上风电等海洋工程结构的首选基础形式。同时,由于海洋平台桩基础在其正常服役过程中,将会受到风、波浪、海流等低频循环水平荷载的作用产生累积侧向变形,当桩基础转角位移超过0.5°时,会使得风机机组因基础变形超限无法正常工作。目前,国际上主流研究风电桩基础的非线性分析方法为美国石油协会(API)和挪威船工社所采用的p-y曲线法,而我国现行《港口工程桩基规范》基本上是沿用了美国API规范。但现有的p-y曲线法均基于有限尺寸的桩基试验结果,且试验地基土多为硬黏土和砂土,对于大直径桩基础和饱和软粘土地基难以适用。因此,如何准确有效评估饱和软粘土地基中大直径单桩式风机基础在水平循环荷载作用下的侧向永久累积变形显得尤为重要。为此,本文通过室内缩尺模型试验和有限元数值分析方法研究了饱和软粘土地基中大直径单桩基础在水平低频循环荷载作用下的受力变形特性,主要工作如下:(1)研制了一种新型的水平循环加载装置,原理简单,制造便捷,能够输出不同幅值的低频正弦荷载,可满足室内模型试验的个性化要求。(2)通过室内模型试验研究了单桩基础在水平静载作用下桩身受力和变形特性,利用桩身实测弯矩推算得到桩基水平静力p-y曲线并与规范进行了对比分析。(3)通过室内模型试验研究了单桩基础在水平循环作用下桩身内力及侧向累积变形特性,并分析了不同深度处p-y曲线弱化循环效应。同时也研究分析了桩周土孔隙水压力增长模式,桩周地基土破坏演化模式。(4)基于模型试验结果建立了三维有限元模型,主要研究了单桩基础在循环荷载作用下侧向累积变形以及桩身内力、桩周土抗力和p-y曲线发展情况。同时还分析了循环荷载形式(单向、双向加载)和幅值、桩土界面接触状态对桩基侧向累积变形的影响。