自升式钻井平台逐渐成为勘探、开采海洋油气资源的主流设备。但海洋环境相较于陆地环境存在较多的不确定性因素,自升式平台不仅要承受上部结构自重等竖向荷载,还常遭受飓风、波浪、海流等环境荷载的侵袭,故研究海洋环境中自升式平台在组合荷载工况下的系统承载力、失效模式、失效机理具有很高的学术价值和实际的工程意义。因此本文将采用有限元数值模拟的方法来探究复杂土层条件下组合荷载工况对于自升式钻井平台在作业期间的安全性、稳定性等方面问题。本文拟采用有限元数值模拟的方法来探究自升式平台复杂土层条件中组合荷载工况下的系统承载能力、失效模式、失效机理、荷载在各桩靴间的分布规律等的影响。通过使用有限元软件ABAQUS成功地建立起了完整的自升式钻井平台(上部平台、桩腿、桩靴)及圆柱形的地基土体数值模型,将数值模拟所得承载力结果与参考文献中包含的试验结果及理论公式结果进行了对比验证。将关于地基土体不排水抗剪强度的三维随机场导入到已建立好的数值模型,使用有限元分析的方法获得了在组合荷载工况下各桩靴承担竖向、水平荷载和桩靴的竖向、水平位移随施加在平台的水平荷载变化曲线,将变异土体中得到的结果与均质粘土中所得结果作比较,结合不排水抗剪强度随机场云图,观察自升式钻井平台在空间变异性粘土中各个桩靴基础下部及周围土体发生竖向位移流动情况与土体发生塑性变形的发展情况与均质粘土中的不同之处。计算400个空间变异性粘土的随机场算例,研究自升式钻井平台在空间变异性粘土中出现的失效模式。发现了自升式钻井平台存在桩腿间不均匀沉降而导致平台倾覆、桩靴水平滑移、桩腿全部下沉以及复合的失效模式等多种有别于均质土的失效模式。研究了荷载在各桩靴间的分布规律,发现了桩靴承担水平荷载与其发生水平位移密切相关,竖向荷载会随着施加在上部平台水平荷载的变化在各桩靴基础间进行重分布的规律。