岩溶地貌是对桥梁深基础工程建设具有较大影响的不良地质条件之一,不仅会给桥梁基础施工增加额外的技术困难,也会给基础设施的安全运营带来风险,尤其在地震作用下,溶洞的存在可能会导致地基失效进而引起桥梁桩基础产生严重震害。目前对于岩溶区嵌岩桩和摩擦桩在地震作用下动力响应规律及力学性能研究尚有不足。为此,本文以岩溶区的重大桥梁桩基础工程为研究背景,基于振动台试验和数值模拟研究了复杂溶洞因素条件下桩基地震响应规律。主要内容和成果如下:（1）建立了考虑溶洞因素的砂土地基中桩基地震响应振动台试验体系。依据模型动力试验相关理论和Buckinghamπ定理的量纲分析法,推导了砂土地基桩-土体系振动台试验的模型相似比,完成了2.21m×1.51m×1.67m层状悬挂式剪切箱和落砂设备的优化设计和加工制作;通过对比原型桩工况,设计了考虑不同溶洞因素影响下的4种试验桩模型,并完成了数据采集和测点布置方案、地震波选取及试验加载制度等试验内容设计。（2）分析了干砂土层中溶洞穿桩型嵌岩桩在地震作用下的桩身应变分布特征。完成了不同桩侧溶洞高度下2根试验嵌岩桩和1根摩擦桩在干砂土层中的振动台试验研究,引入静力触探测试（CPT）技术研究振动台试验过程中砂土特性的变化规律,并利用地震波激励作用下的桩身应变响应,对比分析了不同地震波、加速度峰值、溶洞高度等试验工况下的桩身动应变峰值分布规律。研究结果表明:干砂地基中,桩身应变峰值呈现出中部较小两端较大的分布趋势;由于频谱特性的不同,同一加速度峰值地震波作用下,桩身的应变峰值存在一定的差异,随着输入地震波加速度峰值的增加,桩身应变峰值总体呈增大趋势;穿桩溶洞的存在会对桩基的地震反应造成不利的影响,溶洞高度越大,桩基的桩身应变越大。（3）研究了地震作用下饱和砂土地基动力响应特征。选取饱和砂土地基摩擦桩为研究对象,通过振动台试验对比研究了地震动波形、最大加速度峰值等因素对桩基周围土层孔压和加速度响应规律的影响,并对比分析了不同地基土层特性下摩擦桩桩身峰值应变分布规律。研究结果表明:随着埋深的增大,桩身周围饱和砂土层孔压上升段基本呈快速增长趋势,孔压消散部分的曲线较为平缓,孔压消散较慢;不同深度处饱和砂土的加速度峰值随深度的增大而减小,自下而上饱和砂土层对输入波具有放大作用;距离桩身越近,饱和砂层的加速度变化越剧烈,表明饱和砂土中由于桩-土相互作用的影响使得土体传递地震的能力大大降低;摩擦桩应变峰值表现为中部较小两端较大,相对于干砂地基,在相同地震波作用下饱和砂土层中摩擦桩的应变响应更大。（4）研究了饱和砂土层中溶洞高度、溶洞与桩的位置关系对嵌岩桩抗震性能的影响。选取不同溶洞高度和不同溶洞相对位置的嵌岩桩为研究对象,对比分析不同地震波形、加速度峰值、溶洞高度等因素对溶洞穿桩型嵌岩桩和桩端下伏溶洞型嵌岩桩桩身应变峰值分布规律,并将试验结果与摩擦桩试验结果进行对比分析。结果表明:对于溶洞穿桩型嵌岩桩,桩身应变分布规律呈现出中间大两端小的趋势,且随着溶洞高度的增加,桩身最大应变峰值随之增大,表明溶洞高度增大导致桩基越容易发生过早破坏;针对桩端下伏溶洞型嵌岩桩,随着深度的增加桩身应变峰值呈现为先增大后减小的趋势,桩身应变峰值均为桩中位置处,这与嵌岩桩桩底岩层的嵌固作用有关。饱和砂地基对桩身的约束作用减弱,改变了干砂状态下的桩-土相互作用模式,影响了桩身的峰值应变分布规律;由于地基土层特性的变化,导致了桥梁桩基破坏模式的改变,从而影响了桥梁桩基的整体抗震性能。研究成果可为岩溶区桥梁桩基的理论分析及工程实践提供试验依据。（5）采用数值模拟分析方法研究了复杂岩溶场地桩基的地震响应特征。分析了溶洞参数对桩基地震响应的影响,并针对某岩溶区实际桥梁桩基工程案例,通过模拟实际地基土层分布,分析了地震动作用下考虑溶洞因素的嵌岩桩地震响应规律,进一步探究了实际复杂地质工况条件下嵌岩桩的地震响应特征与破坏机制。结果表明:有限元数值模拟分析方法合理的反映了干砂土层和饱和砂土层中嵌岩桩的动力响应特征和桩身应变分布规律。在实际工况中,随着溶洞高度的增加、溶洞宽度的增加以及溶洞顶板高度的减小,桩身附近基岩的约束作用逐渐减小,而嵌岩桩桩身的应变峰值会随之逐渐增大;在串珠型溶洞工况中,随着串珠溶洞数量的增加,桩身应变峰值逐渐增大;在穿桩型溶洞和桩端下伏溶洞共同存在的工况中,下伏溶洞的存在会降低底部基岩的约束作用,使得桩身应变峰值在一定程度上出现增大。研究结果对复杂岩溶区桩基抗震设计具有一定的工程指导意义。