刚性-亚刚性桩复合地基是一种新型的高强复合地基,近年来,在珠三角地区乃至全国得到了较多工程的应用。但从目前的研究成果来看,相关研究还大都局限在竖向承载力和沉降方面,对其抗震性能的研究较少,对其在动力荷载作用下,特别是地震激励下的动力响应研究相对匮乏。本文针对地震激励下,考虑刚性-亚刚性桩复合地基的加固体中桩土共同作用,设计和完成了刚性-亚刚性桩复合地基振动台模型试验,建立了相应的数值分析模型,对刚性-亚刚性桩复合地基抗震性能进行深入研究,分析了地震激励下的动力响应规律、动力和变形特性,研究了傅里叶谱频谱和能量分布特点等,为刚性准-亚刚性桩复合地基的抗震设计和工程实践提供试验和理论基础。主要研究内容如下:一、在查阅了国内外相关文献的基础上,介绍了国内外复合地基特别是刚-柔性桩复合地基的发展历程和复合地基的主要研究成果;归纳了刚性-亚刚性桩复合地基在我国工程实践和研究情况,介绍了目前国内外复合地基抗震性能的研究方法和成果。二、介绍了目前广泛采用的成层场地地震反应的时域和频域分析方法,通过分析,震波作为一种极其复杂的随机信号,其频率和幅值特性均随着时间发生较大的变化,地震波频率和幅值的时变性对岩土地震响应具有较大的影响。在建立概化分析模型的基础上,借助弹性波动理论和希尔伯特黄变换(HHT),以地震时频联合域为分析范畴,推导了考虑地震波时间-频率-幅值特性的成层地基地震响应时频计算方法,进而介绍了桩复合地基的地震响应分析方法。三、设计完成了刚性-亚刚性桩复合地基试验模型和试验方案,采用半刚性模型土箱完成了振动台模型试验,获取地震作用下场复合地基的动力特性及地震反应变化规律。根据试验结果,对刚性-亚刚性桩复合地基在不同水平地震(El Centro波,Kobe波和Taft波)激励下刚性桩、亚刚性桩及桩间土的加速度放大系数、位移、傅里叶谱和能量分布情况进行对比分析,对刚性桩和亚刚性桩的应变和弯矩包络图进行对比分析,对褥垫层的减震效果进行了分析。四、分析总结了ABAQUS有限元软件在岩土工程中的应用,以及对复合地基的动力反应求解过程,根据刚性-亚刚性桩复合地基振动台模型试验,进行适当的假设和简化,建立了有限元计算模型。通过数值计算,分析了刚性桩复合地基在水平地震荷载作用下刚性桩、亚刚性桩和桩间土的动应力、水平加速度时程曲线的特点,分析了桩身应力随深度的变化规律;分析三种地震激励下复合地基动力响应的特点和规律。五、通过数值计算,对三种地震波激励下的桩身剪应力和弯矩进行了分析;对振动台模型试验和数值模拟两种研究手段得到的弯矩和位移的包络图和变化规律进行对比,证实了得两种研究手段得到的弯矩和位移包络图和变化规律均较为接近,两者能相互验证、补充和完善。