随着国家“海洋强国”和“一带一路”战略的发展,我国迎来了海洋结构物建设的高潮,特别是在跨海桥梁方面,成果更为显著。与内陆桥梁不同,跨海桥梁所处的海洋环境比较复杂,其下部桩基础往往承受较大的波浪荷载,影响桥梁结构的稳定性。周期性的波浪荷载一方面会直接对桩基础造成损伤,直接造成结构性破坏;另一方面,波浪会对桩基周围的海床响应产生影响,间接危害海洋结构安全。在波浪的传播过程中,会在海床表面施加周期性的波浪荷载,使海床中的应力发生变化,当其有效应力逐渐减小至零时,海床土体会发生液化丧失承载能力,进而导致上部结构物的失稳破坏。因此,研究桩基周围的海床动力响应对保障海洋结构物的安全有重要意义。本文基于建立的三维数值模型,结合物理模型试验对波浪作用下桩基周围海床土体的瞬态响应和液化机理进行研究。本文首先以RANS方程作为波浪的控制方程,用Flow 3D软件建立了波浪-结构物相互作用模型;然后将Biot多孔弹性方程(QS模式)作为海床响应的控制方程,基于COMSOL Multiphysics软件建立了多孔弹性海床的数值模型。将波浪模型与海床模型相结合,进一步建立了波浪-单桩-海床相互作用的三维数值模型。通过与以往解析解和试验数据的对比,证明了新建模型的准确可靠,能够较好地模拟波浪作用下单桩周围的海床响应。进行物理模型试验,对波浪作用下单桩周围海床的孔压响应进行了试验研究。根据所测数据,分析了单桩周围孔隙水压力沿波浪传播方向、沿海床深度方向和沿桩周环向的分布规律,并进行了相应的参数分析。基于波浪-单桩-海床相互作用的三维数值模型,分析了波浪作用下单桩周围海床振荡孔隙水压力的分布,揭示了多孔弹性海床的瞬态液化机理,并系统性地研究了波浪参数和桩径对单桩周围振荡海床响应和瞬态液化的影响。此外,根据数值模拟的结果,结合液化判别准则,对波浪作用下单桩周围液化情况的变化规律进行研究,拟合出一个单桩周围最大液化深度的计算公式,为实际工程提供参考。