本文以非基岩场地桩基-核岛结构为研究对象,设计并开展了桩-土-结构地震模拟试验及数值模拟。针对非基岩场地上采用桩基础的上部核电结构具有刚度大、质量大的特点,设计并制作了大型地震模拟振动台桩-土-结构试验模型;为试验中合理的布设各类传感器提供依据,对桩-土-结构振动台试验模型进行了数值模拟。为研究核岛结构桩基地震破坏机理,采用低周水平往复加载试验,研究了桩基配筋率和混凝土标号对桩基强度的影响。具体开展和完成了如下主要工作:(1)设计并制作了单桩-土-结构振动台试验模型,完成了多工况振动台模型试验。采用细粒混凝土制作桩基模型;根据上部核电结构特点设计了核岛结构代替模型,设计并配制了模型土;选择基于RG1.60谱人工合成地震动和两条实际地震记录作为试验输入地震动。通过对多工况的试验结果分析,研究了桩-土-结构在地震荷载下动力相互作用规律,分析了上部结构质量、刚度及地震动输入幅值和频谱特性对桩-土-结构体系的影响。(2)采用ABAQUS软件对试验模型进行了计算分析,研究了上部结构质量与刚度、输入荷载周期、输入地震动频谱特性、分层土分别对桩基地震反应的影响。计算结果表明:随着输入脉冲周期减小、上部结构质量增大、刚度减小,桩身反弯点向桩顶移动。含承台端承嵌固桩,在地震荷载作用下,桩身内力包络线呈“X”状分布,桩顶、底处剪力弯矩较大。上部结构质量增大、刚度减小时,桩身内力均增大。软-硬土分界处将导致桩身内力突变。(3)为了满足桩-土-结构地震模拟振动台桩基破坏机理的研究,设计了3种配筋率桩基模型,采用低周水平往复加载试验,研究了桩身配筋量对桩身强度的影响,并对桩身破坏形态、桩身耗能、桩身刚度退化、桩身弯矩分布等情况进行了详尽分析,确定了后续群桩地震模拟振动台试验中制作桩基模型的配筋率和混凝土强度指标。