自升式平台是目前油气开采最常使用的钻井平台,但由于海底环境复杂,在插桩过程中经常遇到一些风险事故,其中以穿刺风险和“踩脚印”滑移风险最为常见。穿刺主要发生在上硬下软的成层土中,目前对其研究也主要集中在多层土,然而实际作业时发现,在黏土中插桩也会发生穿刺现象。自升式平台在作业完成之后会在海床上留下明显的空洞,称为桩坑或“脚印”,“踩脚印”即为平台在这些“脚印”附近进行二次插桩,目前对自升式平台“踩脚印”研究主要为单桩腿的试验和有限元模拟,对于平台整体踩脚印的研究较少。基于这一现象,本文进行了穿刺试验和“踩脚印”滑移试验。穿刺试验采取非连续加载方式,通过力加载的方式模拟自升式平台预压载过程,研究黏土中穿刺的产生机理和消除方法,并通过大型软件ABAQUS进行模拟研究;“踩脚印”滑移试验采用三桩腿平台模型,研究桩坑对三个桩腿的影响,并对实验模型进行了有限元计算验证。本文主要研究内容如下:(1)建立了一套不连续加载的单桩模型插桩实验装置,通过力加载的方式模拟自升式平台插桩压载过程,分析黏土中插桩出现的穿刺现象以及冲桩处理对穿刺风险的消除效果。(2)依托有限元软件ABAQUS,分别建立固结分析模型和CEL(耦合的欧拉-拉格朗日)模型。先采用固结分析方法对试验加载过程中观察阶段的排水固结进行分析,计算不同深度的孔压以及不同时刻固结度变化,得出在不连续加载观察阶段时,桩靴底部范围出现的固结硬层厚度和强度,然后将硬层信息导入CEL模型中,通过CEL有限元法计算桩靴在存在固结硬层的黏土中插桩地基承载力,从而实现对黏土中插桩穿刺的模拟。(3)进行了三桩腿的“踩脚印”试验,研究了踩脚印过程不同桩腿的弯矩、水平力,以及平台倾斜角的变化,分析桩坑与桩靴的偏心距不同对桩腿受力的影响。(4)运用CEL方法根据试验建立“踩脚印”模型,并与试验数据进行对比,研究插桩过程桩腿的内力变化,整体拟合性较好。