随着国家对新能源开发力度的加大,海上能源的开发和利用具有广阔的前景。海上的建筑物或构筑物多采用桩基。然而目前桩受水平荷载作用下的数值研究和模型试验,大部分都是对砂土的,粘土的相对较少。海上和江河中的桩基,抗滑桩等多是大直径的,而用于指导工程中大直径桩基设计的API规范方法的适用性又值得探讨。如果能用试验验证过的有限元数值分析方法对粘土中水平受荷桩进行计算,研究桩-土的受力变形特性,并与API规范方法的结果作对比,就十分有意义。本文用自主开发的数值分析软件DBLEAVES中的Drucker-Prager本构模型和旋转硬化本构模型(简称C-M模型)对水平荷载作用下粘土地层中单桩基础进行了计算。建立了三个三维和一个二维的桩-土相互作用模型,用Drucker-Prager模型考虑了不同类型的桩和不同凝聚力的土层对桩-土受力变形的影响;研究了Drucker-Prager模型与旋转硬化模型的联系,探讨了两种土体本构模型计算的桩的力-位移曲线的差异;用旋转硬化模型研究了二维水平动荷载作用下刚性短桩的桩-土相互作用。主要研究成果如下:(1)通过与水平受荷桩离心机试验和API规范方法的结果对比,验证了DBLEAVES中弹模恒定的Drucker-Prager模型计算的力-位移曲线。用验证过的弹模恒定的Drucker-Prager模型,考虑了节理单元,土层凝聚力对桩的力-位移曲线的影响。发现弹模线性变化的Drucker-Prager模型能较好的模拟水平受荷桩离心机试验的力-位移结果。(2)通过建立三轴压缩下单个土层单元Drucker-Prager模型和C-M模型的强度关系,成功的把动力本构旋转硬化模型应用于计算桩的力-位移曲线。(3)把动力本构旋转硬化模型应用于两维桩-土相互作用的计算,描述了水平动荷载作用下桩的力-位移曲线,探讨了割线刚度的衰减规律,水平循环荷载对桩的水平承载力的影响。