世界范围内结冰海域油气资源的大规模开发以及北极航道的通航,迫使人类必须面对和解决海冰灾害带来的各种问题。寒区海洋结构物设计面临的最大困难就是如何设计抵御海冰荷载的结构物以及准确预测海冰荷载。为了抵抗海冰对海洋平台结构所造成的荷载,考虑到海冰的弯曲强度明显低于其抗压强度,可以在海洋平台的支撑柱体上加锥体,锥体平台结构相比直立结构能够有效降低海冰荷载,这种做法起到了显著的作用。海冰与锥体平台结构相互作用是一个十分复杂的力学过程,包含多种冰力成分。在这复杂的力学过程中,海冰沿着锥体平台结构的斜坡爬升和堆积,对海冰作用力有着重要影响。海冰爬升和堆积的问题是研究海冰与锥体平台结构相互作用力学机制的关键问题。因此,系统深入地开展锥体平台结构上海冰爬坡和堆积的机理研究具有重要的意义。本文通过分析现有的锥体平台结构以及其他实尺结构与海冰作用的观测数据和模型试验资料,利用条分法和板壳力学理论,并与数值模拟相结合的方法,针对锥体平台结构海冰堆积问题进行了系统的力学分析。主要研究内容如下:首先,根据对锥体平台结构与海冰作用的文献调研,基于条分法和板壳理论建立锥体平台结构海冰堆积计算模型,研究海冰堆积几何特征与锥体结构外形之间的关系,以及通过冰板的挠曲面方程求解,和考虑海冰失效准则,确定锥体结构上冰力预测值。其次,基于LS-DYNA建立锥体平台结构与海冰相互作用数值仿真模型。模型中采用黏聚单元模拟海冰裂缝产生和破坏,并开展海冰材料力学性能数值试验。通过与真实的锥体平台结构海冰堆积结果对比来验证本文计算模型与数值模型的有效性,基于数值模型确定锥体平台结构上的冰荷载以及海冰堆积形成过程。最后,基于海冰堆积计算模型,开展锥体平台结构海冰堆积计算结果分析。本文海冰堆积计算模型与已有的计算模型、试验结果进行对比分析,并开展分析海冰物理力学参数、锥体结构外型参数、锥体结构与冰摩擦系数对海冰堆积的影响。