如今随着石油等不可再生资源的紧缺,世界各国开始向海洋寻求资源,海上自升式钻井平台在石油开采的过程中扮演着重要的角色,为了自升式平台的重复利用,在作业结束后,其平台会将桩靴和桩腿同时上拔,然后移至下一地点继续作业。目前关于桩靴的研究主要集中于桩靴贯入下压,关于桩靴上拔的研究还相对较少。本文基于有限元方法、随机场理论和蒙特卡洛模拟建立了随机有限元模型,研究桩靴上拔的影响因素、上拔阻力的构成、上拔阻力公式的修正、空间变异性黏土对桩靴上拔的影响。本文基于大型有限元软件ABAQUS建立了桩靴上拔的有限元模型,采用修正剑桥模型,考虑了桩靴上拔的孔隙水压力与有效应力的变化,并且与离心机实验结果进行对比验证。通过编程的方法将桩靴所受的上部阻力、下部阻力、孔隙水压力、有效应力求出,对可能影响桩靴上拔的各向等压固结试验参数λ、回弹参数κ、破坏常数M、泊松比v、初始孔隙比e、上拔速率进行了参数分析,研究它们变化时对上拔阻力的影响的大小以及变化趋势。研究土体的回流情况、荷载位移曲线、应力分布云图,对水平锚的上拔公式进行修正使其可应用于桩靴上拔阻力的计算,并通过计算本文所建模型验证其具有一定可靠性。发现桩靴上拔过程中,超孔隙水压力是上拔阻力增加的主要因素,且超孔压的分布并不均匀。通过塑性指数跟剑桥模型参数的关系,建立关于塑性指数的随机场,对随机场和均质土的桩靴上拔的结果进行对比分析,研究随机土中桩靴上拔的失效机理,观察其超孔压和有效应力的变化,取代表性节点进行分析,对比随机土和均质土应力分布的异同。基于蒙特卡洛模拟对桩靴上拔进行了空间变异性研究,统计性分析空间变异性的作用,对上拔阻力的最大值和最小值进行分析,研究上拔阻力、上部阻力、下部阻力的分布和拟合函数,并用95%置信水平的卡方检验值进行卡方检验。黏土的空间变异性对桩靴上拔阻力有较大影响,较强的空间变异性将降低上拔阻力。