Truss Spar(桁架柱稳式)平台凭借其优良的性能和相对较低的造价,已经成为世界深海油气开采生产、处理加工和储存的主力平台类型之一。系泊系统和锚固基础是深海Truss Spar平台的重要组成部分,关系到Truss Spar平台能否正常作业。深海Truss Spar平台的系泊系统由复合系泊缆组成,如何保证复合系泊缆满足设计规范,同时控制建造成本,是研究人员关心的问题。另外,在系泊缆张力作用下,锚固基础处于受拔状态,它与海底土壤的相互作用关系,直接影响吸力锚的抗拔性能。本文对深海Truss Spar平台的系泊技术及锚固基础抗拔特性展开研究。文中分别以锚链系泊缆和“锚链-合成纤维缆-锚链”复合系泊缆为研究对象,推导了系泊缆的悬链线方程,利用MATLAB编程获得系泊缆的静力特性曲线。复合系泊缆的水平回复刚度更高,适用于深水系泊。采用ABAQUS/AQUA软件对系泊缆进行数值动力分析,研究外界激励和环境载荷对系泊缆动态张力的影响,对比两种不同组成系泊缆的力学特性。结果表明:外界激励和环境载荷是影响系泊缆动张力的重要因素,系泊缆张力的动态效应不可忽略。以典型的Truss Spar平台为例,分别采用理论计算和AQWA软件仿真方法分析了平台的频域垂荡响应,研究了垂荡板对平台垂荡响应的影响。以理论计算结果为依据,给出了计算AQWA水动力分析中人工阻尼的拟合公式。依据移动平台设计标准,采用AQWA水动力分析软件,研究了Truss Spar平台在完整作业工况、完整极限工况、破损作业工况和破损极限工况下,平台/系泊系统的耦合运动特性。结果表明,系泊系统发生破损对纵荡、横荡影响较大,对垂荡、艘摇、纵摇、横摇的影响较小。极限海况下,平台的运动和张力响应要比作业海况下的响应更大。对比分析了三种不同系泊方案下平台的运动响应和系泊缆的张力响应,结果表明系泊方案(b)要好于系泊方案(a)、(c)。基于系泊缆时域分析结果,采用OrcaFlex软件计算了系泊缆的疲劳寿命。结果表明,系泊缆最危险点发生在距系泊缆顶端3445m的位置,该位置处于系泊缆与海床接触的区域。提出一种BP-PSO(神经网络-粒子群算法)优化求解模型,对复合系泊缆的组分进行优化设计。优化目标为系泊缆成本最低,优化变量为复合系泊缆的各组分的直径,约束条件为Truss Spar/系泊系统的张力响应和运动响应必须满足规范要求。依据Truss Spar平台/系泊系统耦合动力分析结果建立样本数据库,采用BP神经网络模型模拟Truss Spar/系泊系统动力时域响应分析,定义系泊缆的直径为BP神经网络模型的输入变量(也是优化问题的设计变量),底段长度、系泊缆的张力极值和平台的运动响应极值为输出变量。结果表明,BP神经网络算法能够较准确预测系泊系统的张力响应和运动响应。采用粒子群算法、和声搜索算法进行优化求解,对比两种优化算法的特性。粒子群算法在计算时间和计算准确率方面的性能更好。针对吸力锚三种不同的破坏模式:局部剪切破坏、底部张力破坏和整体破坏,采用ABAQUS仿真软件对吸力锚的抗拔性能进行有限元分析。无论吸力锚所受载荷属于水平载荷、竖向载荷或者倾斜载荷,吸力锚的抗拔性能由大到小排序:整体破坏模式>底部张力破坏模式>局部剪切破坏模式。分析系泊点位于不同深度时,吸力锚的水平极限抗拔力,吸力锚的最佳载荷点位于泥线下0.7L处。当吸力锚位于最佳载荷点时,假设土壤中系泊缆呈“倒悬链线”形状,计算吸力锚的倾斜极限抗拔力。提出一种新型的仿生吸力锚,采用ABAQUS对仿生吸力锚进行抗拔性能分析,仿生吸力锚通过增大与土壤的接触面积,抗拔性能优于单筒吸力锚的抗拔性能。当仿生吸力锚的主-子筒体间距小时,相邻筒体的相互影响就大,引起的附加位移大,降低了锚的实际抗拔性能。