随着海洋资源向更深水发展,系泊系统的设计变得越来越重要。拖曳锚是系泊系统的重要组成部分,将系泊线固定在海床中,是目前常用的锚固基础型式之一。预测拖曳锚在安装过程中的嵌入轨迹,对于评估系泊系统的安全设计具有重要的意义与作用。目前比较认可的是Neubecker和Randolph(NR)提出的基于增量计算思想的拖曳锚嵌入轨迹预测方法,本文针对此方法进行改进,主要内容如下:首先,介绍目前拖曳锚嵌入轨迹预测的研究方法与进展及理论基础,包括增量计算思想、反悬链线方程推导、计算拖曳锚承载力的极限平衡法和塑性上限法,并编制了拖曳锚嵌入轨迹不同预测方法的计算程序。其次,建立计算拖曳锚承载力的有限元模型,通过设定接触对解决海床土体与拖曳锚的相互接触摩擦作用,简化锚板为矩形并使用Targe169单元模拟,土体使用Conta171单元模拟,基于Von Mises屈服准则建立理想弹塑性模型模拟海床土体的破坏准则,比较不同工况下拖曳锚的极限承载力。最后,采用增量计算的方法建立拖曳锚的嵌入轨迹预测方法,将其视为由初始嵌入点向下多个连续线段首尾相连而成。在增量计算过程中,每一个增量步下拖曳锚的极限承载力通过有限元模型计算方法得到,区别与NR方法中采用的经验系数方法。同时,比较拖曳锚初始嵌入角度、锚板夹角等参数变化对于拖曳锚嵌入轨迹的影响,并从极限承载力的角度分析具体原因。通过本文研究,发现拖曳锚在浅埋和深埋时失效模式不同;拖曳锚嵌入轨迹与锚板在不同埋深中的极限承载力密切相关,采用统一的承载力系数计算将造成计算结果的明显差异;拖曳锚的初始嵌入角度对拖曳锚嵌入轨迹影响很小,而拖曳力与锚板夹角越大使得拖曳锚的极限嵌入深度越大。基于本文提出的拖曳锚嵌入轨迹预测方法,可以为拖曳锚的轨迹预测以及系泊系统承载力的确定提供参考。