随着我国建筑行业的不断发展,桩基工程的质量控制与检测也得到了行业的高度重视。截至目前,桩基低应变反射波法测试技术已经得到了广泛的应用,同时其理论工作也得到了长足的发展;但是,这一无损测试方法也存在着一定局限:即对长径比过大或缺陷较为严重的桩基,或者上部建筑结构已经存在、桩顶作用测试激励困难等工况时,现有的测试结果往往差强人意。相较而言,旁孔透射波法具有更好的工程适用范围,其可用于严重缺陷桩基的同时也能够适应既有结构的测试。然而,现阶段其相关理论研究尚不完备,且既有桩基振动理论大多集中于桩基本身,而对桩周场地的动力响应问题关注较少。鉴于此,本文将分别提出桩-虚土桩-三维连续介质模型、基于既有桩基振动反演的周围半无限空间场地响应模型,对竖向振动、水平振动桩基周围场地的动态响应理论解展开研究,主要工作和创新成果如下:1)提出了完整桩-虚土桩-桩周均质土模型,该模型可用以同时分析桩周以及桩底以下场地的振动响应,较好地解决了既有桩基振动理论在分析桩周土振动响应问题上的局限性。根据所提出模型,通过积分变换方法,求解得到了桩周均匀场地振动响应频域解析解和时域半解析解;基于理论模型及其解析解,研究了桩周均匀场地的波动规律。2)提出了缺陷桩-虚土桩-桩周成层土模型,该模型可以进一步考虑桩身缺陷和周围场地成层性。根据所提出模型,通过积分变换方法,求解得到了桩周成层场地振动响应频域解析解和时域半解析解;基于理论模型及其解析解,研究了含缺陷桩周成层土场地的波动规律,并提出了一种旁孔透射波法的数据处理方案来判别桩身缺陷或桩周土成层情况。3)提出了基于既有桩基竖向振动反演的周围半无限空间场地响应模型:即先求解得到平面应变模型下的完整/缺陷桩基竖向振动完整解;再将既得桩基竖向振动作为动力输入、桩-土界面位移连续条件作为半无限空间场地低应变振动响应问题的求解边界,最终求解得到完整/缺陷桩基竖向振动下的桩周土振动响应解析结果。该理论模型可以克服桩-虚土桩-三维连续介质模型在求解过程中需要人为分层的不足。基于理论模型及其解析解,对场地环境高频干扰的影响进行了参数分析。4)提出了基于既有高承台桩基水平振动反演的周围半无限空间场地响应模型:即先求解得到动态Winkler模型下的高承台桩基水平振动完整解;再将既得桩基水平振动作为动力输入、桩-土界面位移连续条件作为半无限空间场地低应变振动响应问题的求解边界,最终求解得到高承台桩基水平振动下的桩周土振动响应解析结果。基于理论模型及其解析解,研究了水平振动桩周均匀场地的波动规律。5)基于所提出的理论模型及其解析解,对旁孔透射波法测试参数的影响进行研究,并提出了分别适用于竖向、水平激振旁孔透射波法的现场测试方案与数据处理优化方法,为实际工程测试提供理论支持与指导建议。