桩-土界面的弱化是影响循环荷载下桩基承载性能的首要机制。循环荷载下桩-土界面弱化效应主要包括界面剪应力循环弱化、界面法向应力循环弱化以及界面砂土颗粒破碎机制三部分,三者彼此影响共同制约桩-土界面的承载性能。本文采用CNS桩-土界面循环剪切试验和PFC颗粒流数值模拟两种方法,系统揭示循环荷载下不同影响因素对界面弱化的影响规律。本文的主要内容如下:(1)CNS循环剪切试验研究发现,剪应力与法向应力随循环剪切数增加均呈对数型衰退,且剪应力衰退主要发生在前5次循环,20次循环后剪应力衰减幅度达50%。两者的衰减速率随初始法向应力、剪切位移幅值以及界面粗糙度的增加而增加。(2)CNS循环剪切试验中混凝土界面摩擦角大于钢板界面摩擦角,循环剪切后砂样内摩擦角较原状砂样内摩擦角衰减幅度达10%~17%。循环剪切后,混凝土与钢板界面剪切带砂样的中值粒径取值范围分别为0.16mm~0.19mm、0.19mm~0.21mm,两者均明显小于原状砂样的中值粒径0.34mm。(3)PFC颗粒流数值模拟研究发现,存在临界摩擦系数μcr,当界面摩擦系数小于μcr时,剪切带厚度随摩擦系数增加而增大,界面摩擦系数大于μcr时,剪切带厚度变化则很小。相同颗粒间黏结力下,初始法向应力越大,剪切带厚度越大。初始法向应力相同时,随着颗粒间黏结力的增加,剪切带厚度不断降低。并采用归一化原理提出了切向弱化因子Dτ与法向弱化因子Dσ经验公式。(4)颗粒流数值模拟结果同时表明,在界面摩擦系数、颗粒间黏结力相同情况下,随着界面剪切位移幅值的增加,法向应力与剪切应力的衰退速率不断增加;在界面摩擦系数、剪切位移幅值相同的情况下,随着颗粒间黏结力的增加,法向应力与剪切应力的衰退速率不断降低。