砂土震陷是主要的震灾之一，但地震荷载特性对砂土震陷影响规律不明确，现行砂土震陷计算方法存在严重不足。本课题通过理论分析、数值模拟和室内试验，研究了地震荷载特性评价方法，提出了多维地震荷载等效循环周数计算模型；分析了地震加载序列、加载方向、不对称性、振动波型、地震动维度、强度、脉冲特性及砂土特性和场地参数对震陷的影响，提出了考虑地震荷载特性的非饱和与饱和砂土震陷计算方法。研究了近断层速度脉冲地震动作用下边坡变形规律，提出了基于速度脉冲地震动边坡地震位移统一预测模型。结果表明：多维地震荷载等效循环周数计算模型可准确预估地震荷载；同一砂土相对密度和上覆荷载条件下，振幅相同的振动型地震波引起的砂土震陷比冲击型地震波引起的震陷大；地震动维度和方向对震陷有重要影响，采用单向水平地震荷载计算砂土震陷不准确，水平双向荷载引起的震陷值约为单向荷载震陷的1.5-2.3倍；震陷量与地震动速度谱强度相关性较好，随地震强度增加，震陷量增大；近断层脉冲地震动引起的砂土变形和孔压积累远大于非脉冲地震动。砂土相对密度对震陷有较大影响，增大砂土相对密度可有效减小震陷和地表侧向位移；计算饱和砂土震陷应考虑渗透系数的影响，变渗透模型可提高数值方法模拟饱和砂土地震响应的准确性；干砂阻尼比和频率比的取值对计算场地非线性响应影响显著；相同地震荷载条件下，砂土场地地表侧移量残余值与地表倾角呈线性增长关系；提出的地震荷载作用下砂土震陷计算方法可准确计算砂土震陷值。速度脉冲地震动引发的边坡位移远大于非脉冲地震动引起的位移值，对长周期边坡影响尤为明显；基于边坡参数和脉冲地震动参数建立的预测模型可较为准确的预估边坡地震位移。本项研究可完善土动力学理论等，为抗震设计提供理论依据和技术保障，具有重要的理论价值和工程意义。 2100433B