自升式平台是近海油气田开发中最常使用的钻井平台,其在海洋油气开采中发挥了重要作用。由于海底地质条件复杂,平台在上硬下软的层状地基中进行插桩作业时极易发生穿刺事故,其严重威胁着平台和非穿刺桩腿的结构安全。当平台发生穿刺时,穿刺程度的差异对平台的结构损伤存在不同影响。目前对于穿刺时平台结构响应的问题关注较多,关于桩土耦合作用对于平台及非穿刺桩腿的结构损伤的深入研究涉及较少,对其相关规律尚不十分清楚。基于此,本文在研究桩腿-海床耦合作用的基础上,使用非线性弹簧模拟桩-土耦合作用,建立相应的自升式平台穿刺模型,并通过有限元软件ABAQUS对穿刺工况下平台的结构损伤进行了研究。主要研究内容及成果如下:（1）采用小变形有限元方法,建立了桩靴贯入模型,并通过离心机试验验证了模型的有效性。研究了不同地基的承载力变化规律,分析了土体特性参数对地基承载力的影响。结果表明:地基承载力随着粘聚力增长为线性增长;当弹性模量小于8MP,剪胀角在0゜～10゜,摩擦角大于20゜时,地基承载力变化较大。（2）建立了桩腿水平承载力模型,并通过离心机试验验证了模型的有效性。分析了桩腿在不同类型土体中的受力特性,研究了桩土参数对桩腿水平承载力的影响,并与API规范p-y曲线进行了对比。结果表明:土体弹性模量的增大使桩身位移从0.45m减小到0.34m;粘聚力增大使桩身位移减小超过了50%;桩身位移受摩擦角的影响不大。（3）在桩腿-海床耦合作用研究的基础上,通过有限元软件ABAQUS中Connector单元（非线性弹簧）模拟桩-土耦合作用,验证了非线性弹簧模型的有效性,并建立了桩-非线性弹簧的自升式平台穿刺模型。在本文所选的穿刺工况下,与桩腿固支约束的平台穿刺模型进行了对比,发现非穿刺桩腿变形最大位置为桩腿与海床接触表面,且桩-土耦合作用能够减小非穿刺桩腿的弯曲变形。预压载条件下,在不同穿刺深度时,桩腿最大应力位置与最大变形位置一致。