建设深水泊位码头成为未来港口开发的必然选择，深基槽重力式码头结构在设计和建设过程中还存在一些需要研究解决的问题，例如通过分析抛石基床和地基土的受力情况，对基槽尺度进行优化，解决基槽过深、过宽导致的工程造价过高的问题。如何计算码头后期的沉降和变形量等问题。本课题采用机理试验、数值模拟计算分析、设计计算方法研究三种方法和手段开展研究工作。
　　(1)通过对重力式码头抛石基床的块石体进行原型尺度的压缩试验，研究其压缩特性和变形参数，对5组不同初始孔隙比和级配的块石体试样进行了往复加卸载的压缩试验，结合试验现象和测试数据，分析了块石体的颗粒破碎特性、压缩特性和孔隙比变化特性，试验发现块石体压缩变形以塑性变形为主，压缩系数受颗粒破碎的影响，反复加载后压缩系数较为稳定，再次压缩曲线在历史最大应力处有明显转折点。
　　(2)根据试验测得的块石体的荷载-压缩量曲线及钢料筒的环向应变，结合有限元分析，得到块石体的应力-应变曲线及变形参数，块石体的泊松比介于0.2~0.3之间，其压缩变形模量与加载次数有关，可分为初次压缩变形模量、再次压缩变形模量和多次压缩变形模量。重力式码头抛石基床块石体的应力-应变曲线可以不同加载次数的历史最大应力为分段点，分段选取对应的压缩模量。
　　(3)以试验结果为基础，建立了工程背景的有限元模型，并通过实测数据对数值模型进行了验证。分析数值模拟结果，总结出深基槽重力式码头抛石基床内竖向应力分布的规律，抛石基床顶面应力主要向下扩散，向两侧扩散的角度较小，应力最大值并非在前趾前侧1∶1~1∶1.5的坡面线内，而是在沉箱正下方，并且随着深度的增大应力最大值由前趾向后趾移动。
　　(4)通过数值模拟研究了各个因素对抛石基床竖向应力和竖向位移的影响。综合来看，块石和地基土弹性模量对基床变形影响较大，对基床应力影响较小；抛石基床前侧坡度对浅层应力影响大，对深层应力影响小，当抛填坡度到达1∶1后再向前增加基床宽度对基床应力影响较小。
　　(5)根据对抛石基床应力分布规律的研究，提出抛石基床应力的改进算法，即将抛石基床顶面应力分为三个区域，分别进行应力扩散，将各个特征点的附加应力叠加后，得到总的附加应力，加上自重应力后即为抛石基床内竖向应力值；并通过工程实例的计算，发现改进计算方法更能准确的反映基床应力的实际分布规律。根据对抛石基床应力分布规律的研究，对背景工程中的抛石基床尺寸进行了优化，建议抛石基床底面宽度与抛石基床顶面有效肩宽相同，基槽按稳定开挖边坡进行开挖，前侧从前肩开始按1∶1的坡度抛填块石，后侧从后肩开始按1∶0.5的坡度抛填块石，基槽其余部分无需抛填块石，回填砂即可。优化后的基床断面各项稳定性均满足要求，且优化后的断面能大大减小挖方量和块石的用量。