本文针对目前循环下桩基的承载性能的退化机理认知的不足,利用了模型试验、理论分析和数值模拟方法,研究了桩基在竖向循环荷载作用下的桩基性状,重点研究了循环退化效应,主要研究如下:首先是循环荷载作用下桩-土界面的剪切性能研究。使用改进的剪切试验装置在恒刚度条件下进行桩-土界面循环剪切试验,研究循环次数、累积位移和法向刚度对其摩擦疲劳性能、循环后单调剪切性能的影响。试验结果表明,循环荷载作用下,界面的法向应力和剪应力在初始10个周期内随循环数增加快速衰减,土体呈现表现出剪缩-剪胀-剪缩交替现象,总体变形呈现剪缩的趋势;随法向刚度的增大,法向应力和剪应力衰减速率增大,达到稳定的累积循环位移和循环次数越小;土体循环后的单调剪切、法向应力恢复的单调剪切试验剪应力比小于首次单调剪切试验值,且法向应力恢复的循环后剪切试验的剪胀程度较小。其次是桩基的竖向循环荷载试验研究。设计进行了一系列竖向循环和单调荷载试验,通过砂土中桩基的模型试验,研究了循环位移振幅、加载速率对桩基承载性能的影响。结果表明,桩基循环加载开始时,循环位移和桩顶反力形成的滞回曲线面积最大,在初始几次循环内,桩顶荷载随着累积位移的增加而迅速减小,表明循环加载过程使土体强度退化,承载性能降低;循环加载速率越大,循环所导致的桩顶荷载降低幅值越明显,随着循环进行,竖向承载性能逐渐趋于稳定,当循环位移为较大时,桩基土的密实效果加强,承载力恢复较快。最后是循环荷载下桩基承载性能循环机理的数值模拟研究。通过综合土单元的界面循环剪切试验结果以及桩基竖向加卸载过程中的桩基循环退化特性,建立了桩-土界面的剪应力循环退化循环T-z模型和Q-z模型。利用了荷载传递法,进行循环荷载下桩基承载性能循环机理的数值模拟研究。结果表明,模拟结果的变化规律基本与试验结果相符合,随着累积位移的积累,桩顶最大荷载和最小荷载逐渐趋于稳定,模拟得到的不同位置处的桩侧模阻力值不同,h/R的值越小,距离桩端位置越近,土层深度越深,从而土体刚度较大,循环退化较为明显。