深水海域环境是制约跨海桥梁建设的关键因素,随着水深的增加,准确计算跨海桥梁基础的水流力问题不容忽视。因此,为保障跨海桥梁的安全建设,亟需对跨海桥梁基础的水流力问题开展研究。本文针对跨海桥梁的承台-群桩基础,采用数值模拟与模型试验的方法对承台以及群桩的水流力进行了研究。通过数值模拟以及模型试验对圆形承台的水流力特征及流场开展了研究。数值模拟结果揭示了圆形承台周围的流场结构,包括平均压力分布、平均流线、平均速度以及瞬时三维旋涡结构。承台的阻力系数随着深宽比AR的增加而增大,随着相对间隙e/D的增大而降低。模型试验详细研究了承台的阻力、横向力以及竖向力在不同深宽比、不同来流速度条件的变化规律。由于存在承台底部绕流,致使承台背后形成回流区,因此导致承台的阻力系数小于无限长圆柱。采用数值模拟以及模型试验方法对矩形承台的受力规律以及流场特征进行了研究。数值结果表明,正方形承台的流场显著受到深宽比以及海床边界的影响,其周围的旋涡结构包括承台前方的横向涡、两侧展向涡、底部的附着涡以及背后的U型涡。针对不受海床边界影响的正方形承台,通过可视化试验研究,提出了其物理绕流模式,该绕流模式对承台周围流场进行了详细的描述,为解释承台的水流力变化规律提供了理论依据。模型试验研究探明了深宽比、长宽比、来流角度以及海床边界对承台水流力的影响规律。对圆端形承台的水流力和流场开展了数值模拟研究以及模型试验研究。数值模拟结果显示,圆端形承台周围的流场结构主要包括颈项涡、展向涡、附着涡、尖端涡、U型涡以及尾迹中的尾涡,不同旋涡结构存在相互作用并且受到自由液面、承台底部绕流、深宽比以及底部边界条件的影响。模型试验研究总结了来流速度、来流角度、深宽比、长宽比对圆端形承台水流力的影响规律,并与圆形承台、正方形承台水流力进行了对比研究。对群桩的水流力以及流场采用模型试验和数值模拟方法进行了详细研究。模型试验结果表明,群桩水流力受到体积分数的显著影响。群桩阻力系数随着体积分数的增加而增大。在低体积分数下,横向力的主控频率与单根桩的涡脱频率接近,而在高体积分数下,该主控频率与外轮廓直径相当的单圆柱的涡脱频率接近。数值结果显示,群桩中存在多尺度的旋涡结构,其受力呈非均匀分布,其流场受外轮廓以及体积分数的影响。针对正方形排列群桩,提出了高雷诺数群桩的水流力计算方法。