海上风电凭借众多发展优势走进人们视野。海上风机基础所处海洋环境与陆上桩基础存在很大差异,尤其是在大数量级波浪荷载下的基础结构性能直接影响整体结构的稳定性,而多样的风机基础形式共同面临着地基基础的稳定性判定这一问题。因而,有必要全面系统地研究我国典型海洋土在循环荷载作用下的刚度弱化、强度减小等力学特性,并对其进行精确数值模拟。利用实验和数值两种手段,研究土体在大数量级波浪循环荷载这一特殊工况下的破坏模式,以保障后期对海上风电工程地基基础的精确严谨的动力设计,预测其动力响应,保障其安全稳定运行。本文专门针对莱州湾一带海洋淤泥质粘土开展了研究,以山东省潍坊市昌邑市一海上风电场淤质软土为例。莱州湾淤泥质粘土经受多次黄河冲积,工程性质差,具有高含水率、高压缩性、孔隙比大和强度低等性状,在波浪往复荷载作用下的软化特性明显,易导致基础破坏。因此,本文采用室内试验与数值模拟相结合的手段,研究莱州湾一带淤泥质粘土在波浪循环荷载作用下的软化特性。通过对该地区土样进行不同动应力比和不同埋深下的动态循环加载试验,探讨了动应力比和土体埋深对海底软粘土的变形与强度的影响,研究结果对于大数量级循环荷载作用下海上风机地基基础的优化设计及稳定性分析具有重要意义。主要研究工作及成果如下:(1)本文选用应力控制方法,系统研究了试样在不同动应力比和埋深下的累积应变、孔压、模量等破坏规律及动力响应,并针对性地提出本区域软土的累积应变和孔压发展模型,来描述该区域内不同埋深下的海洋土的动力特性发展趋势。(2)通过对不同工况试样的应力应变和应力路径发展情况进行分析,研究了循环荷载作用下试样内部应力状态的改变状况,揭示了莱州湾一带海洋土在波浪荷载作用下的破坏机理。(3)基于动三轴试验,明确各埋深下的临界CSR,并绘制了临界CSR随着埋深的变化曲线,将破坏状态和未破坏状态的试样进行区分,提出了地基基础动力破坏和承载力失稳的判定依据。(4)总结了土体材料常用的本构模型,确定了适用于土体动力学研究的边界面模型,利用固结压缩等试验标定了边界面模型参数,准确模拟了循环荷载作用下试样刚度衰减及应力状态的改变。利用边界面模型,预测任一埋深下海洋淤质土在不同大小循环荷载作用下的动力特性及破坏规律。