桩-桶基础具有非常广阔的应用前景，对桩-桶基础的上拔试验及基础结构分析的研究对桩-桶基础的投入使用有非常重要的理论意义。桩-桶基础作为一种新型基础，目前还处于试验研究阶段。在关于桩基础和桶形基础研究的基础上和人类开发海洋资源向深海发展的大背景下，本文研究了桩-桶基础的上拔机理，并对基础的结构进行了分析。 介绍了基础上拔理论的研究成果、研究现状及颗粒流数值模拟在岩土工程研究领域中的应用。从桩基础的研究现状引入桶形基础的研究现状，进而引出桩-桶基础的结构概念及相关研究。 通过桩-桶基础室内全模上拔试验、半模上拔试验，分析了桩-桶基础的承载性能，基础破坏形式及土体中破裂面的发展状态。采用颗粒流数值模拟结果分析等截面桩的抗拔机理，分析了等截面桩的桩侧摩阻力分布、剪切带的形成机理以及其在上拔荷载作用下的时步～位移关系、颗粒分布、颗粒速度、颗粒接触力分布等。提出了桩-桶基础的设计概念并进行了初步设计。对桩-桶基础在上拔荷载作用下进行了颗粒流数值模拟，主要研究分析了桩-桶基础在上拔荷载作用下的基础时步～位移关系、颗粒分布及颗粒速度。 利用经典薄壳理论，对桩-桶基础的结构内力和变形进行了计算分析。推导了桶顶在弯矩的作用下的挠曲计算系数以及应力计算系数；推导了桩-桶基础桶壁在法向和轴向线性分布荷载作用下挠度、转角、弯矩、剪力计算公式，通过两种作用效应的组合，可以解答出桶壁在法向、轴向分布荷载组合作用下的结构响应；计算桶顶的最大应力、最大挠曲变形；计算了桩的内力和变形。对不同条件下基础结构的内力和变形进行了计算分析，研究了桶的高度、桶的半径及桶顶的厚度变化时对基础结构的内力和变形的影响。对于桩-桶基础的结构分析，对桩-桶基础的设计及工程应用有重要的指导意义。