随着陆上的石油和天然气等能源的日益减少,越来越多的人开始重视海洋。海洋中的油气资源大约占全世界油气资源的三分之一,对于满足人类能源消耗有着极大的意义,从上个世纪开始以来,人类开始大举开发海洋资源,各式各样的海洋结构应运而生。我国的南海在油气资源储存方面十分丰富,但是土壤的条件十分复杂,从普通的黏土、砂土到性质迥异的迭层土,再到钙质砂和钙质岩,在土壤条件如此复杂恶劣的情况下,应该慎重选择锚固设备进行应用。重力锚是锚固系统中使用最早并且应用最为广泛的一种锚,制作重力锚的材料一般是碎金属、钢板或者其他一些高密度的材料。重力锚的水平承载力主要是由锚底和锚底部土壤之间的摩擦力组成,因此重力锚适用土质范围较广,所以为了实际需要,选择重力锚进行相关研究。本文使用有限元软件ABAQUS对重力锚在黏土中的运动过程进行了数值模拟,并且通过室内模型试验验证了数值模拟过程的正确性。文中首先介绍了本文的研究背景,即我国南海的主体情况。又介绍了有关的锚固的种类,着重介绍了重力锚的有关种类。此外,还介绍了国内外学者有关重力锚的研究进展。其次介绍了黏性土土性条件,包括密度、剪切强度和泊松比等,还介绍了土体的有关塑性模型:Drucker-Prager塑性模型和Mohr-Coulomb塑性模型。接着介绍了ABAQUS软件的相关理论,运用ABAQUS软件进行建模,计算了带键锚、平底锚和八键锚相关承载力大小,并且进行了室内模型试验,验证了重力锚数值模拟结果的准确性,接着通过有限元计算结果分析了重力锚在黏土中的承载力机理,发现是渐进式破坏,并且对比分析了平底锚、带键锚和八键锚承载机理的不同,结果认为剪力键影响了锚对土体的破坏形式,最后计算和分析了重力锚的回收上拔力。最后进行影响重力锚在黏土中水平承载力大小因素的讨论,分别计算讨论了锚底面积、锚尖形状和黏土土壤参数对重力锚的承载力影响,得出了以下结论:锚底面积有一个最佳范围,土壤黏聚力和内摩擦角和承载力均是正相关影响。最后又讨论了两种新型重力锚,进行了承载力计算。