随着超高层建筑、采油平台、风力发电、大跨径桥梁等大型复杂工程的飞速发展,对基础承载力提出了越来越高的要求,也使大直径桩基础得到了越来越广泛的应用。长期以来,人们对桩基础的研究主要集中在竖向承载能力方面,但为了抵抗地震荷载、汽车和火车制动力等水平荷载,还要求桩基础具有较好的水平承载能力。目前,桩基础设计的相关规范和研究主要针对中小直径桩,对大直径（D>2.5m,D为桩径）桩基础的研究较少,已有研究成果在大直径桩基础中的应用正确性和适用性需要进一步研究。因此,本文主要内容及其相关结论如下:（1）通过大量的工程调研和文献综述,对桩基础水平承载特性和抗震性能的国内外研究现状进行了归纳总结。依托实际工程,基于相似原理建立了大直径单桩及群桩基础的缩尺模型试验桩,进行了室内水平承载能力试验,研究了有无承台、桩数、桩间距对试验桩水平承载能力的影响;（2）采用ABAQUS软件平台建立了试验桩的实体有限元模型,对试验全过程进行了数值模拟,并通过试验数据与有限元计算结果的对比分析,一方面明确了试验桩水平承载能力对不同参数的敏感性;另一方面验证了有限元建模方法的正确性,并在此基础上,建立了能够考虑桩周土体非线性的大直径单桩及群桩基础的精细化实体有限元模型,为后续研究工作奠定了基础;（3）针对大直径单桩,开展了桩身水平位移、弯矩分布规律等水平承载特性对桩径、桩身混凝土弹性模量、土层性质、竖向荷载等关键设计参数的敏感性研究。结果表明:桩径增加到一定程度、提高桩身混凝土弹性模量对大直径单桩的水平承载特性影响较小;土层性质对大直径单桩的水平承载特性影响显著,特别是上层土体有深厚软弱土层时,桩身会在土体交界面附近出现较大的弯矩峰值,甚至比桩身全部位于软弱土层时的弯矩峰值更大;竖向荷载过大会导致较为明显的P-△效应,从而削弱大直径桩的水平承载能力;（4）针对大直径群桩,开展了桩身水平位移、弯矩分布规律、群桩效应等水平承载特性对桩数、桩间距、土层性质、桩的截面形式等关键设计参数的敏感性研究。结果表明:桩数、桩间距、土层性质对于大直径群桩基础的水平承载特性影响显著;大直径实心桩和空心桩组成的群桩基础在水平承载特性方面基本一致,随着壁厚的增加,群桩基础的水平承载能力增加程度有限,其壁厚范围在0.1D～0.2D之间较为适宜;由于大直径单桩水平承载能力更高,使其群桩效应也更加显著,不同位置处的基桩受力性能存在较大差异,总体来说,群桩效应随着桩数的增加而增加,随着桩间距的增大而减小,桩间距从2.5D开始能够明显减小群桩效应,达到3.5D后,群桩效应已不明显,且土体越硬,群桩效应越小;（5）基于ABAQUS软件平台,采用静力-动力边界耦合以及粘弹性边界的建模方法,建立了能够考虑桩周土体非线性的大直径群桩基础精细化实体抗震有限元模型,研究了近场（包含向前方向性效应和滑冲效应）和远场实际地震动对大直径群桩基础地震响应的影响规律。结果表明,在地震荷载作用下,弯矩沿整个桩身分布;在强震作用下,土体可能大部分进入了塑性状态甚至发生破坏,从而对大直径群桩基础的水平承载特性产生重要影响;地面运动峰值加速度PGA对于桩基础的地震响应具有较好的对应性,能够更加精确地预计桩基础地震需求。