防沉板是水下生产系统的重要基础形式,在海洋工程开发中有着广泛应用。基础承载能力不仅决定防沉板的适用范围,还关乎水下生产系统的稳定性与安全性。随着人类对海洋的开发逐渐由近海迈向深海,在选取防沉板作为深海水下生产系统的基础形式时,对防沉板承载能力的要求也逐渐提高。本文针对现有防沉板基础承载能力不足的问题,提出防沉板结构形式改进的方案,以拓宽防沉板在深海领域的运用范围。本文运用有限元软件ABAQUS,对防沉板在复合加载模式下的极限承载力、下部结构的贯入过程进行了有限元分析。通过建立防沉板与土体的相互作用模型,通过平衡初始地应力,设置主-从接触,施加重力荷载与位移约束,用Swipe法对不同结构形式防沉板进行数值模拟。比较分析多种防沉板在复合加载模式下的极限复合承载能力差异,讨论了单轴竖向承载力、V-H、H-M荷载空间破坏包络线。计算结果显示,防沉板是否有底部结构、底部结构的形式、布置以及深度对荷载位移曲线以及破坏包络线有着显著的影响。通过CEL方法对防沉板下部结构贯入过程进行了数值模拟,比较分析不同结构防沉板贯入至目标深度所受到的阻力和需要的外部驱动因素,指出贯入过程中的土体隆起是阻碍防沉板贯入的重要因素,改进下部结构必须考虑结构形式和布置与土体隆起之间的关系,为改进下部结构后的防沉板的安装过程和贯入可行性分析提供参考。本文对水下生产系统防沉板基础的安装方法进行了论述,通过对不同方法的介绍,为防沉板设计、制造以及安装阶段中考虑到贯入过程时选用不同的分析方法提供了实际工程依据。本文提出了通过改进防沉板结构形式以克服承载力不足的问题的建议,结合改进防沉板结构后在安装过程中可能出现的问题进行了贯入过程模拟,综合考虑多方面因素,提出改进防沉板结构的构想,为拓宽防沉板的运用领域提供了参考。