大圆筒薄壳结构体为一种新型的水工结构，由于其不可替代的优势--可直接插入地基土不需软基处理，因而在港口工程、水运工程中得到广泛的应用。然而由于该结构与周围土体共同作用的力学机理比较复杂，同时又长期受到动力荷载波浪力的作用，迄今为止还没有一种相对比较完备而又较合理的工作机理定量分析及物理力学计算模式为学术界及工程界普遍认同，即对此结构的计算还没有规范可循。因此，该问题已成为港口工程及水运工程领域中的一个热点及难点。 鉴于此，本文主要研究： 1、基于插入式大圆筒的工作性状及变位模式，建立了既考虑水平位移、竖向位移以及转角，同时考虑失稳转动点位于中轴线上的新的稳定计算模型，推导出大圆筒的变位方程，并编制了非线性迭代程序。同时用有限元进行模拟计算与本模型计算结果进行对比验证。通过该模型可以求得实际工程中各种不同工况下大圆筒的变位。 2、通过作者提出了模型，分析了影响大圆筒转动点高度的因素；得出了转动点高度一般位于距筒底(0.15～0.25)倍大圆筒筒高处；计算了不同埋深、不同直径下大圆筒的变位，并与传统计算模型进行了对比，得出采用本文模型得到的位移比传统模型的结果大。 3、在新的失稳转动点基础上，考虑结构与土体相互作用整体模型，假设大圆筒为刚体，土体为弹塑性，对结构整体模型进行离散，建立了三维离散刚体-弹簧-阻尼模型。 4、根据动力模型，在考虑了在循环荷载作用下土的塑性变形后，进行大圆筒动力分析。分析了大圆筒的埋深、直径、土体重度、空隙比等重要参数对大圆筒位移累积和转角累积的影响。 5、通过建立三维有限元数值模型，计算波浪动荷载作用下，大直径圆筒筒壁最大应力随时间的变化及应力分布，研究了最大应力随大圆筒几何参数、外波浪荷载的变化规律。采用回归分析，得出最大应力表达式。从而为今后的工程研究及设计提供依据及参考。本文的研究为进一步合理的分析大直径圆筒薄壳结构的变位以及动力分析提供了新的思路，为工程设计提供了有价值的参考。