土与结构接触面静动力学特性的研究,是解决各类复杂工程问题的难点课题之一。本文通过砂土与混凝土结构接触面的物理试验和数值试验对接触面的静动力学特性进行研究,研究成果为地铁车站结构与周周土体的整体抗震设计提供理论依据和参考。论文内容包括以下4方面。(1)建立了砂土与混凝土结构接触面的三维数值剪切试验模型,设计了不同的剪切盒形式和尺寸,获取了单剪试验条件下砂土与混凝土结构接触面厚度约为30mm,证实了接触面达到抗剪强度时对应的错动位移约为1mm,分析了土体长度、高度及长高比等对界面剪切错动带、剪切变形及强度规律三个方面的影响规律,发现了接触面剪切变形特性存在明显的尺寸效应,而剪切强度特性基本不存在尺寸效应,得出了长高比为1时的接触面尺寸可认定为真实的接触面的结论,并获得了单调剪切路径下接触面剪应力～应变拟合曲线。(2)完成了系列化的循环加载条件下砂土与混凝土结构接触面单剪型试验,分析了典型的接触面动力单剪型数值试验结果,得到了接触面剪切呈先硬化后软化的规律,发现了循环剪切时接触面强度及位移均存在异向性,沿初始剪切方向比其反方向的摩擦角稍低,卸载段斜率小。不受尺寸的影响,接触面在初次剪切时未达到抗剪强度,在第五个剪切周期达到接触面抗剪强度,且强度在达到后减小程度达16%,法向应力400k Pa下,接触面循环抗剪强度为211.7k Pa,大于静力加载时接触面抗剪强度208.64k Pa,接触面循环摩擦角为29.4°,也略大于接触面静摩擦角27.69°。(3)分析了循环单剪试验条件下接触面力学特性的尺寸效应,得出了长高比相同时,接触面抗剪强度基本不受尺寸效应的影响,表现出强度一致性,证明了Clough-Duncan模型适用于循环荷载,获得了循环剪切路径下接触面剪应力—位移拟合曲线,揭示了结构面粗糙度、法向应力、切向位移幅值、切向控制方式与循环周期的因素对土与结构接触面动力力学特性的影响规律。(4)基于接触面静动力数值试验结果并借鉴现有界面剪切试验装置的合理设计,成功研制了一台可用于模拟动力接触问题的振动单剪试验装置,进行了不同法向应力、不同剪切盒形式及不同结构面粗糙度的物理试验研究,分析了典型的物理试验结果曲线,可获取稳定的剪切加速度和剪切位移等数据,仪器性能较好。本论文有图78幅,表10个,参考文献92篇。