桥台是桥梁结构与公路工程的接合部位，是地震中桥梁结构的薄弱环节之一，最近几次大地震的桥梁震害显示，桥台在地震中损伤破坏严重。在纵桥向地震作用下，由于桥台-回填土相互用明显，容易导致回填土失效，且回填土的性质变化较大，难以把握。《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008)对考虑非线性土-桥台结构相互作用的桥梁整体抗震设计方法还没有明确和统一的规定，其主要原因是缺乏详实的依据。因此，桥台的地震破坏机理以及地震作用下非线性土-桥台相互作用研究有着重大的工程需求和学术价值。本文采用理论分析和数值模拟相结合，并通过现有试验结果对理论分析和数值模拟进行验证的方法，开展非线性土-桥台相互作用研究。本文的主要研究内容如下:　　1、采用极限平衡法，将回填土的修正双曲线应力-应变特性与对数螺旋失效面理论相结合，提出一个适用于性能抗震设计的预测模型，通过该模型利用回填土特性与桥台结构形式得到常规桥台体系的纵桥向力-位移曲线。并将预测模型进一步简化成适用于设计的力-位移双曲线关系式，利用该简化公式，可仅由桥台体系平均刚度、极限承载力及其对应位移，即可获取与预测模型近似而较精确的结果。　　2、基于OpenSees有限元计算平台，建立桥台体系的二维有限元模型，并对加州大学洛杉矶分校(UCLA)野外全尺寸桥台试验进行数值模拟。通过模型与试验、假设值法、预测模型和简化方法的结果对比，验证有限元模型的有效性，以及预测模型和简化分析方法的正确性。　　3、采用本文提出的双曲线型力-位移关系简化公式，基于OpenSees有限元计算平台，模拟桥台体系滞回特性，并对某实际钢筋混凝土连续刚构梁桥进行时程分析，对比分析了考虑或不考虑桥梁上部结构-桥台背墙-回填土相互作用对桥梁结构地震反应的影响。