波浪诱导的超静孔压及液化将导致海床土体强度降低，进而危及海洋工程基础的稳定性。因此，定量表征波浪荷载下的海床土体响应在海洋工程实践中至关重要。实际海洋环境中存在多种波浪荷载(如规则波、随机波、破碎波)和海床土体类型(如砂土、粉土、黏土)，致使波浪-海床相互作用特征复杂多变。本文借助于物理模型试验与理论分析，研究了典型波浪荷载诱导的非粘性海床土体响应规律，旨在探索海床孔压响应与液化的主要控制参量及表征方法。

        基于水槽试验模拟和Biot多孔弹性理论，研究了波浪诱导的砂质海床瞬态孔压时空分布，即幅值衰减与相位滞后。试验结果表明，瞬态孔压的幅值衰减与相位滞后受到波浪参数以及土体性质的影响。根据Yamamoto et al. (1978)提出的瞬态孔压解析解，引入了孔隙流体与土骨架的刚度比以表征海床土体的可压缩性，推导了幅值衰减与相位滞后的显式表达，并对其进行了试验验证。参量分析表明，当刚度比远大于1.0时，波浪周期越大，海床体变模量以及渗透系数越小，沿无量纲海床深度的幅值衰减与相位滞后越显著。为同时反映波浪参数和土体性质对瞬态孔压的影响，提出了无量纲数(I_c)；继而建立了瞬态孔压时空分布之间的关联，结果表明幅值衰减与相位滞后呈现正相关关系。基于海床瞬态液化的判别准则，采用海床表面的孔压垂向梯度来表征瞬态液化势，推导了考虑相位滞后效应的瞬态液化势和液化深度解析解。相位滞后的存在将导致最大瞬态液化势和液化深度并非出现于波谷正下方。瞬态液化势和无量纲瞬态液化深度均随无量纲数I_c增大而增大。

        鉴于波浪可能发生破碎，通过水槽试验模拟了破碎波诱导的砂质海床孔压响应。在平床条件下，使一系列波长连续增大的行进波浪在指定位置发生叠加，可以生成破碎波浪。频谱分析表明，表面水波的峰值频率要大于其诱导超静孔压的峰值频率。根据上跨零点法提出了描述破碎波以及瞬态孔压不规则响应的特征参数，破碎波诱导超静孔压的时间参数大于破碎波本身的时间参数。与现有理论解的对比分析表明，初始破碎波浪和已破碎波浪诱导的瞬态孔压幅值小于由具有相同特征波高和特征周期的规则波诱导的瞬态孔压幅值，二者之间的偏差随着破碎过程的发展而逐渐增大。

        粉土的物理性质相较砂土更为复杂，开展了物理模型试验以揭示波浪作用下粉土海床液化的多力学过程耦合机理。当粉土海床累积孔压较小且未发生液化时，其内部的瞬态孔压响应可以由经典的多孔弹性理论进行预测；然而一旦海床发生累积液化，多孔弹性理论失效。液化区内的瞬态孔压响应较为紊乱并产生高幅值放大，其频谱呈现双峰结构，提出了瞬态孔压幅值比的概念以表征瞬态孔压的幅值放大效应。液化过程伴随着表面水波的衰减和界面波的生成，波高衰减幅度可达30%，界面波振幅随液化深度增大而增大。波浪停止加载后，累积孔压逐渐消散，海床发生固结沉降，相对密度显著提高。海床相对密度的增大将会导致液化深度、界面波幅值以及液化区内瞬态孔压幅值的减小。液化后的海床形貌特征可以作为衡量先期液化的依据：随着海床液化深度的减小，床面形貌逐渐由火山锥状隆起向沙纹进行转变。