大型钢制储油罐是目前国内外石油储运的主要构筑物之一，考虑交通环境与经济发展等多方面因素一般建于沿海地区。由于沿海地质条件的复杂性，导致这类大型储罐地基往往无法直接满足建筑物变形与稳定性的要求。为此，各类地基处理措施被引入到大型储罐工程建设中，其中水载预压法进行大型储罐不良地基的处理是目前国内外普遍采用的有效地基处理方法。尽管很多学者开展了水载预压下大型储油罐地基的变形与稳定性分析，但依然存在不少问题亟待解决。如预压法处理软弱下卧层上的大型储罐地基的工程效果、地基的变形与稳定性分析方法等仍缺乏相应的研究。为此，本文结合大窑湾某储罐工程，在现有技术和方法的基础上，采用极限平衡滑弧法，分析了软弱下卧层上大型储罐地基在水载预压下的稳定性，提出了局部稳定最小安全系数的计算方法。并通过不同土层情况的地基稳定性比较分析，得出了复杂土层上大型储罐地基稳定性的主要影响因素。针对现有双曲线法和概率分析法计算与分析地基沉降所存在的缺陷，将两者相结合计算复杂土层上的大型储罐地基沉降。既考虑到复杂土层各土性参数的不确定性，又反映了加荷速率、应力水平以及边界条件等因素对储罐地基沉降的影响，从而为复杂土层上大型储罐地基变形控制方法的逐步改进提供了参考。为进一步研究下卧软弱层上大型储罐地基的承载性能，采用大型计算软件ABAQUS，对水载预压下复杂土层上大型储罐地基进行了有限元数值模拟与分析，并与理论计算所得到的稳定性和变形进行了对比研究。