随着社会的快速发展,越来越多的工业厂房和民用建筑兴起,桩基础的运用变得更加普遍,对桩基设计提出了更高的要求。桩基通过侧面和土的接触,将上部荷载传递给桩身周围的土体,或者传递给更深层的岩土,从而得到较强的承载能力以保证建筑物的安全。因此桩土相互作用就成为桩基础设计时必须考虑的问题。桩土相互作用分析主要可分为两类:一类为单桩与土的相互作用分析;一类为群桩与土的相互作用分析。本文基于Pasternak地基模型,运用传递矩阵法来解决分层土地基研究的困难,对桩土相互作用这一特征作进一步探讨,研究了分层地基中水平谐和荷载作用下的桩土动力相互作用,通过理论分析,认识单-群桩与土相互作用机理,为实际工程设计提供参考,本文主要内容分为五章,主要研究内容如下:(1)通过总结大量文献的相关研究,讲述了开展桩土相互作用研究的意义,给出了国内外进行土-结构相互作用研究的现状和分析方法,总结归纳了桩土相互作用的研究方法和展望,并提出了本文研究的主要内容和思路。(2)对Pasternak地基梁进行了分析,将弹性元件和粘性元件有效组合,即能考虑地基的刚度又能很好的模拟应力波传播过程中所造成的消耗。建立了粘弹性Pasternak地基上欧拉梁的运动微分方程。并对分层地基进行了分析。(3)在Winkler地基模型中考虑地基土的抗剪能力,运用传递矩阵法来解决地基土分层问题,考虑桩土相互作用得到了邻桩的动力相互作用因子,并在此基础上进一步推导了群桩阻抗。分析了轴向力参与下单-群桩水平阻抗特性,拓展了分层土地基中求解单桩-群桩动力相互作用的简化方法,并与相关的算例进行了比较,验证了本文模型的有效性。(4)分析土体压缩模量和剪切效应、桩顶轴力、桩底边界条件等对单桩阻抗的影响,分析土层属性、桩顶轴力、桩距径比、激振频率、桩长径比以及桩间角等对邻桩相互因子和群桩阻抗的影响。(5)研究了基于Pasternak地基模型桩身内力和位移。群桩中单桩的内力计算采用与群桩位移求解一致的叠加法,将桩身内力等于自身桩顶荷载引起的自身内力和邻桩振动引起的附加内力之和。研究了剪切刚度、桩顶轴力、桩土弹性模量比、桩距径比等对桩身位移或桩身内力的影响。