本文从理论、数值模拟、试验三个方面分析了双向非均质饱和土中大直径桩的纵向振动规律。通过建立桩的动力响应方程,分析桩周土中水的体积分数、桩侧土体纵向软硬夹层、径向扰动程度、桩底沉渣厚度等因素影响下,扩散虚土桩支承的大直径桩及大直径嵌岩桩的纵向振动规律。并辅助以数值模拟和室内试验,一方面证明理论建模及其解的正确性,另一方面用理论解析模型反过来验证数值模拟方法和试验方法的可行性。论文主要从以下几个方面分析:(1)考虑桩周土体双向非均质性,利用复刚度传递的平面应变模型,根据饱和土体的动力响应方程及大直径桩的纵向振动方程,求出大直径桩顶的动力响应方程。研究水的体积分数、桩侧土体纵向软硬夹层、径向施工扰动程度三个施工效应的影响下,基于扩散虚土桩模型的大直径桩的纵向振动规律。研究表明,土体的双向非均质性对基于扩散虚土桩模型的桩-土的动力响应有明显的影响。(2)考虑桩周土体双向非均质性,利用复刚度传递的平面应变模型,根据饱和土体的动力响应方程及嵌岩桩的纵向振动方程,求出嵌岩桩顶的动力响应方程。研究水的体积分数、桩侧土体纵向软硬夹层、径向施工扰动程度、桩底沉渣厚度等因素的影响下,大直径嵌岩桩-土纵向耦合振动的特性。研究表明,土体的双向非均质性对嵌岩桩-土的动力响应有明显的影响。(3)用ANSYS有限元软件分别建立用虚土桩支承的大直径桩-土模型及大直径嵌岩桩-土模型,分析桩周土体中水的体积分数、纵向软硬夹层、径向施工扰动程度等对大直径桩纵向振动规律的影响,将数值解与理论解对比,验证理论的正确性和数值方法的可行性。(4)用桩基检测仪对不同直径的混凝土桩进行试验,得出桩顶速度时域曲线,将曲线与理论曲线对比,验证理论的正确性和试验的可行性。