多桩基础是未来海上风机基础的发展趋势。然而,目前工程设计中多桩基础采用的是单桩基础的设计方法,无法考虑水平-竖向荷载耦合的影响,也无法考虑长期循环荷载下桩基础承载特性的演化。本文通过离心模型试验、有限元分析和渗水力模型试验等多种方法,揭示了多桩基础承载特性及内在机理,并在此基础上建立了适用于多桩基础的实用分析方法。本文的主要成果包括:（1）通过水平加载条件下三桩和五桩基础的离心模型试验,揭示了多桩基础两个层次的荷载分配机制。通过有限元分析研究了荷载分配机制的影响因素。在此基础上,提出了多桩基础中各桩桩头荷载的确定方法。（2）通过离心模型试验研究了水平-竖向耦合荷载下的桩土相互作用规律,揭示了竖向力对桩基础水平响应的影响存在压密效应和P-Δ效应两类机理。水平荷载较小时压密效应占主导,水平荷载较大时P-Δ效应占主导。这两种相反的效应共同作用,使水平-竖向耦合荷载作用下桩的弯矩先减小,然后随着水平荷载的增大而增大。（3）采用有限元方法定量分析了不同因素对压密效应的影响规律。在此基础上,建立了竖向压密效应与水平桩土相互作用的关系,提出了一种适用于水平-竖向耦合荷载条件的p-y曲线法,给出了方法中各参数的确定方法。通过与有限元计算结果对比验证了方法的有效性。（4）基于渗水力原理研发了一套超重力长期循环加载试验设备,实现了对海上风机桩基础长期工况的模拟。通过监测土体内部的水压分布验证了渗流场的均匀性。通过与短期循环荷载下的离心模型试验对比验证了设备的有效性。与1g试验对比表明,超重力场对于模型试验结果有显著影响,1g模型试验与实际存在较大偏差。（5）基于100g下长期循环加载试验确定了长期循环荷载下桩基础承载特性的演化规律,并提出了长期循环荷载下桩的位移累积计算公式。以此为基础,引入位移折减系数Kcyc以反映长期工况下桩基础承载力的弱化,建立了长期工况下海上风机桩基础的改进p-y曲线法。