波浪荷载作用下饱和砂质海床液化是影响海床及海洋构筑物稳定性的重要原因。然而当前针对波浪作用下饱和砂质海床液化过程的研究大量集中在液化前,且仅仅根据现场观测或试验现象将超静孔压划分成振荡孔压和残余孔压,物理机制不明确。本文基于Biot固结理论和课题组砂土液化本构模型,力求从更为合理的荷载描述、合理的海床描述以及合理的液化描述三个方面出发,着重揭示波浪作用下饱和砂质海床土体液化发生发展的规律、物理机制和波浪-海床-结构物的相互作用规律。本文取得的主要新成果有:(1)给出了适用于波浪作用下饱和砂质海床响应的弹塑性动力分析方法,该方法能合理地描述饱和砂质海床从液化前到液化后全过程的渗流与土体塑性变形效应耦合作用时的力学行为。通过一系列计算分析,揭示了余弦波浪、随机波浪等典型波浪作用下饱和砂质海床液化过程的时空分布规律:超静孔压的发展具有平均单调累积增长(或消散)特性和瞬态起伏波动特性;液化点在时间域上间歇性出现,在空间域上移动。并阐明了驻波条件下渗透系数、海床厚度、波浪高度和波浪周期对海床液化发生发展过程的定量影响规律。(2)提出了三个阶段和三种孔压的新概念,合理地阐明了波浪作用下饱和砂质海床整个液化演进过程的物理机制。根据“门槛剪应变”和“初始液化”两个特征点,将可液化海床某深度处某质点由波浪引起的液化发展过程划分为三个阶段,波浪作用下的“初始液化”是由超静孔压累积和渗透力变化的耦合作用引起的,其中第一阶段为弹性阶段,第二、三阶段为弹塑性阶段;根据孔压成因将超静孔压划分为传递孔压、渗透孔压和结构孔压三个分量,其组合变化决定了波浪作用下砂质海床的液化规律。(3)揭示了线性波浪作用下可液化砂质海床土体与管线的相互作用规律:(1)管线的存在,改变了饱和砂质海床液化区域的空间分布——管线下部土体最先开始产生液化,随着波浪荷载的持续作用,液化区域沿着管线外壁向上演化。同时海床表层土体产生液化并向下演化,最终管线周围土体都发生了液化,结果会引起空管上浮而导致管线破损;(2)管线的存在,加深了其附近饱和砂质海床土体的液化深度;(3)管线的埋深会影响海床表层和管线底部相对液化速率。