与传统能源相比,风能是一种清洁的可再生能源,没有燃料风险,发电成本相对稳定,也没有碳排放等环境成本,对改善能源结构和环境有重要的意义,已成为许多国家可持续发展战略的重要组成部分。受土地利用、噪声污染、电网规模等条件的限制,陆上风电的实际可开发量将逐步减少,风电大规模开发的潜力在海上,特别是水深小于15m的浅海,更是今后几十年风电发展的方向。我国东部近海区域海底表层多是深度大于10m的淤泥,同时还受一定的台风影响,造成海上风电基础结构的材料、施工安装成本占海上风电场建设成本的比例较国外更高。海上风机桩基基础与塔架组成的支撑结构体系是典型的细长高耸结构,在风、波浪、地震等环境载荷作用下支撑结构动力响应特性分析、基础结构动力优化是海上风机结构体系安全可靠、经济合理的重要研究课题。本文对适合我国淤泥质海床的近海风机基础结构型式进行了探讨,开展了风机基础—塔架动力响应分析与基础结构优化方法研究,通过在江苏响水近海2MW试验风机的桩基、塔架埋设振动监测仪器,结合该区域实测的海洋水文资料和测风数据,进行了基础—塔架结构在风、浪、地震等动荷载作用下的响应分析,并开展了基于遗传算法的基础结构动力优化设计研究。(1)针对我国近海海域地质特性,本文提出并初步设计了新型导管架基础结构型式,包括改进三桩、四桩导管架结构和新型组合桩导管架结构；以上新型导管架结构可降低海上连接、桩基沉桩和导管架调平等施工难度,符合我国海上工程建设的现状,适合在我国近海10m水深以内区域使用。(2)依据谐波叠加法理论,选择合适的谱模型,采用Matlab编写了脉动风速与风荷载、随机波面高程与随机波浪荷载的模拟程序,并结合现场实测的风、波浪数据进行了修正,能真实有效反应实测近海区域风、波浪的动荷载特性,可为我国海上风机结构体系动力响应分析提供输入依据。另外计算分析了土层波、有效峰值加速度(EPA)、天津波、EL-centro波等不同地震波对基础结构的影响；计算结果表明,土层波对基础结构的影响最大,原因是软土对高柔结构的地震作用起了放大作用,采用土层波分析结果进行抗震设防偏于安全。(3)在江苏响水近海试验风机基础—塔架结构体系的不同位置安装了高精度的振动监测仪器,获得了基础—塔架体系振动特性的重要监测资料,结合现场实测的波浪、风数据,整理分析结果显示：①随着风速均方差的增大,基础—塔架结构的振动加速度也相应增加；②海上风机结构体系在风、浪等环境荷载综合作用下存在较大振动,并沿结构体系自上而下逐步减小,塔架顶部振动最大。(4)建立了基于现场实测风、波浪资料脉动时程的动力有限元计算分析模型,对比分析了计算结果与现场监测结果的差异和相关性,现场监测结果与计算结果吻合较好,本文建立的模型适合进行江苏响水近海区域的动力分析,可为以后该区域的海上风力发电结构体系动力特性分析提供参考。(5)通过对江苏响水近海试验风机基础结构、新型导管架基础结构的动力优化,可实现降低钢管桩材料用量15%左右,优化效果明显,优化后的基础结构受力、泥面位移等均满足相关规范的要求；响水近海试验风机基础结构优化后的1阶、2阶自振频率略有降低,避开了风机转速的1P和3P频率；新型组合桩结构体系优化设计前后的1阶、2阶自振频率均能避开风机转速的1P和3P频率,基础结构合理。(6)本文编写的程序实现了遗传算法与Midas有限元软件联合建立动力优化设计模型的可能性,有效解决了Midas软件不具有二次开发功能开展动力优化设计研究的问题；在桩径、壁厚设计变量的基础上,编程实现了风机基础结构变桩基斜率的多次重建模型动力优化设计功能,可进一步促进该软件在动力优化设计中的应用。