与常规海洋浮式结构物相比,超大型浮体由于尺寸巨大,在波浪作用下的弹性变形与刚体位移具有相同的量级,对其响应和受力进行求解时必须考虑波浪运动与结构变形之间的相互耦合作用。近海或近岛礁建造的超大型浮体以及连接峡湾的浮桥等,其所处的海底很多情况下不再平坦,且由于变化的海底地形以及周围岛礁的影响其所处的风浪流环境也将沿浮体长度方向发生变化,需要考虑随空间变化的波浪场对超大型浮体动力响应的影响。本文首先采用一种新的处理流固耦合的思路,将连续的浮式结构物离散为由弹性梁连接的多浮体系统,然后基于多浮体水动力理论和梁的弯曲理论,建立了波浪作用下超大型浮式结构物的频域水弹性分析方法,并与已有的试验结果进行了对比验证。继而,在此基础上,发展了考虑非均匀波浪场、二阶非线性波浪力以及非线性连接件作用的超大型浮体的非线性水弹性分析方法。最后,基于上述建立的理论和方法,探讨了处于峡湾中正在设计的一座四公里长的浮桥在非均匀波浪作用下的线性以及非线性水弹性响应特性。本文的主要研究内容如下:1)对水弹性力学的基本理论进行了梳理,总结了当前数值方法和理论在超大型浮体水弹性问题中的适用性以及应用现状;2)对新的处理流固耦合方法—基于离散模块的频域水弹性方法涉及的理论进行了详细的推导和介绍,并通过与已有的试验结果进行详细的对比,验证了频域方法的正确性;3)采用卡明斯方程,在频域方法的基础上建立了超大型浮体的时域水弹性控制方程,并编制了相应的计算程序;进而与相应的频域方法结果、商业软件计算结果和三维水弹性理论计算结果进行了对比验证;4)在时域水弹性方法的基础上,采用将随空间变化的非均匀波浪场划分为不同区域的方法,对非均匀波浪场的波浪特性进行了离散化描述,然后将这些波浪作用力分别施加到不同的浮体模块上,从而实现了非均匀波浪场条件下超大型浮体的水弹性响应分析。研究结果表明:自由漂浮的超大型浮体在非均匀波浪场中的水弹性响应明显不同于均匀波浪场的结果;尤其是在横浪时（90°浪向角）,由于沿浮体长度方向受力的非均匀性,激发了浮体的垂向弯曲模态和扭转模态,使得非均匀波浪作用下结构弯矩和扭矩远远大于均匀波浪场的结果。因此在结构设计中,有必要对非均匀海洋环境中超大型浮体的动力响应特性进行研究;5)基于3)和4)中的时域水弹性方法,结合多浮体系统的二阶波浪力计算理论,研究了非均匀波浪场作用下系泊超大型浮体的低频二阶非线性水弹性响应问题。研究发现:二阶非线性波浪力对浮体的垂向位移和弯矩影响并不显著,但是大大增加了系泊缆张力,尤其在90°非均匀海洋环境中,系泊系统的受力明显不同于均匀波浪场的受力,呈现出明显的非对称性。因此,在系泊系统的设计阶段需要对这些现象加以注意。6)基于3)中提出的时域水弹性方法,考虑模块之间连接件的非线性特性和移动载荷的移动影响,建立了非线性连接弹性浮体在移动载荷和波浪联合作用下水弹性响应的分析方法。采用上述方法,对不同移动载荷速度、连接件间隙和波高对非线性连接浮桥的动力特性进行了探究。研究结果显示:非线性连接浮体在移动载荷和波浪作用下动力响应特征与线性连接浮体有明显的区别,连接件的非线性特性对浮桥弯矩和连接件受力都有重要影响,因此在浮体设计中需要考虑连接件的非线性特性。7)采用上述建立的方法和理论,对处于峡湾中正在设计的一座四公里长的浮桥在非均匀波浪场作用下的线性以及非线性水弹性响应特性进行了研究,为此类浮桥的设计提供了重要的理论依据。