地震作用下地基液化会导致建筑物不均匀震陷、倾斜和倒塌,严重威胁建筑物安全。目前的研究多集中于液化场地和建筑物的基础,对上部结构尤其是高层建筑结构的重视不足。鉴于此,本文以某高层建筑结构为原型,设计并制作液化地基-桩基-高层建筑结构相互作用体系模型,结合振动台试验、理论分析和数值计算方法,对该体系的动力响应进行研究。利用振动台试验再现地基液化条件下高层建筑结构及其群桩基础的灾变过程,分析试验结果以揭示地基液化条件下高层建筑结构及其群桩基础的动力响应规律以及地基砂土层的液化机理,从而提出地基液化条件下高层建筑群桩基础防灾减灾措施。基于张建民三维砂土液化大变形本构,采用数值计算方法分析土-桩-结构相互作用体系的非线性动力响应,获取阻尼系数、渗透系数等重要参数对地基砂土液化和结构动力响应的影响。主要结论如下:(1)地基超孔压的动态变化表明地基上部砂土更易达到液化状态,群桩外和群桩间砂土的超孔压增长和消散具有明显差异,提示了地基砂土层液化的复杂性。砂土层的超孔压随地震激励快速上升,达到峰值后逐渐消散,群桩外地基超孔压的上升速度和峰值均比群桩内大,这是群桩内砂土在地震中受约束程度大于群桩外砂土导致的。砂土层液化后,地基的基频逐渐下降,阻尼比逐渐增大,地基动力响应出现衰减。(2)地震作用下群桩的频率下降,阻尼比上升,这是土体刚度弱化、土的强非线性动应力-应变特性和桩基损伤累积共同所致。群桩在低频成分丰富的上海人工波激励下动力响应得到加强,两侧角桩桩底接触压力存在明显的反相位关系,表明地震中承台两端角桩出现一拉一压现象。群桩基础在液化地基中摆动,桩基受到反复拉拔和冲压作用,提出为减轻高层建筑结构群桩基础的震害应提高桩基抗压拔能力、改善地基液化条件。(3)高层建筑结构表现出弯剪型特点,振型曲线拐点接近土体表面。结构的摆动加速度分量很小,主要是由于高层建筑结构和地基基础的动力相互作用增加了基础的阻抗,地基基础吸收了地震波部分高频成分。地基砂土层液化状态与高层建筑结构水平位移之间具有明显正相关性。(4)张建民三维砂土液化大变形本构具有较强的模拟能力,数值计算结果表明土体侧向大变形加重了砂土液化的灾害。阻尼系数对砂土层孔压影响非常小,渗透系数较小时砂土层侧向位移较大,进而导致桩基响应增大,上部结构配重增加导致桩顶位移增大。