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采用Winkler地基模拟土层间的相互作用，建立了三维轴对称条件下饱和成层土中弹性支承桩纵向振动的简化模型，通过势函数分解和分离变量方法得到饱和土层的振动形式解，进而利用桩土完全接触条件求解出任一桩段的耦合振动解，根据复阻抗传递原理得出桩顶频域响应解析解和时域响应半解析解，在此基础上，分析了分层模型的合理性以及土层参数对桩顶动力响应的影响，最后结合工程实例对比了分层模型和单层模型，结果表明，采用分层模型可以取得更好的拟合效果。