近些年来我国港口建设迅速发展,随着工程的大型化、深水化和复杂化,大型工程对地基稳定性提出了更高的要求。研究表明,土体在受到不同应力水平动荷载作用时动力特性差异较大,即在高动应力水平荷载作用下土体会发生循环破坏,在低动应力水平荷载作用下土体则呈现循环稳定状态,高、低动应力水平的临界值称之为临界动应力。关于低动应力水平荷载作用下土体强度循环弱化问题,已开展了大量研究工作;高动应力水平荷载作用下土体强度循环破坏,是有待深入研究的问题。本文针对烟台重塑饱和软粘土开展了一系列动三轴试验研究,并利用有限元分析软件进行了数值模拟,系统研究了高动应力水平下重塑饱和软粘土的动变形、动孔压和动强度发展规律,建立了综合考虑循环次数、围压、排水静偏应力和超固结比的动强度变化模型并将其应用于有限元分析计算中。通过模型计算探究了循环荷载作用下地基土体破坏区域分布规律及地基土体循环破坏对整体地基承载力造成的影响。主要研究内容如下:(1)开展一系列针对饱和软粘土的动三轴试验,探究了高动应力水平下不同循环动应力、循环作用次数、固结围压、排水静偏应力和超固结比等因素对土体的动变形、动孔压和动弹模规律的影响。并探究了不同围压固结条件下土体临界动应力的变化规律,拟合得到临界动应力随着围压的变化公式。(2)拟合土体动强度试验数据,得到综合考虑围压、排水静偏应力、超固结比和循环次数的动强度变化模型,总结了动强度随着不同围压、排水静偏应力、超固结比和循环次数的变化规律。研究了不同破坏标准下的动强度变化规律,并对不同破坏标准之间的土体动强度差异进行了分析。将试验得出的临界动应力与动强度模型的计算动强度进行对比分析。(3)通过对ABAQUS的二次开发,把动强度变化模型与强度弱化模型相结合,在有限元计算中对受到不同动应力幅值范围的土单元强度变化规律进行更为准确的数值模拟,完善了有限元动力计算模型,并利用条形基础有限元模型对不同工况的地基极限承载力进行计算分析对比。(4)以实际防波堤工程为基础建立数值模型,进一步探究水平波浪力、竖直波浪力、沉箱填砂量、换填砂层厚度等因素对土体破坏区域分布规律和土体强度变化规律的影响,并进一步探讨了不同因素影响下地基承载力的变化情况,给实际工程提供参考依据。