Soil–structure interaction (SSI) plays an important role in the analysis of seismic structural responses. This study significantly extends an efficient linear SSI analysis method presented previously by the authors and co-workers to realistic nonlinear SSI systems, that is, systems with nonlinear soil, nonlinear structures, and flexible foundations (e.g. single- or multiple-pile foundations). The flexible foundations lying on half-space nonlinear soil are represented by frequency-dependent compliance functions that are fitted numerically instead of obtained by closed-form solution. These functions are then transferred to the time domain using the discrete-time recursive filtering method. A non-iterative algorithm is applied to guarantee the boundary conditions between soil and structure, that is, the displacement continuity and force equilibrium between them. The proposed method is implemented on an open-source FE software framework, called OpenSees. The accuracy and efficiency of the extended coupling method are investigated in detail through the seismic response analyses of typical soil–foundation–structure systems while considering the cases of linear or nonlinear soil, linear or nonlinear structures, and single- or multiple-pile foundations. Results show that the extended coupling method is significantly faster than the traditional FE method and provides acceptably accurate solutions for SSI systems with linear or low-to-moderate nonlinear soil. The paper provides a method for fast evaluation of nonlinear SSI effects in seismic structural response analysis.

土-结构相互作用（SSI）在地震结构响应分析中起着重要作用。这项研究将作者和同事先前提出的一种有效的线性SSI分析方法扩展到了实际的非线性SSI系统，即具有非线性土壤，非线性结构和柔性地基（例如单桩或多桩地基）的系统。位于半空间非线性土壤上的柔性基础由频率相关的依从函数表示，该函数通过数值拟合而不是通过封闭形式的求解获得。然后，使用离散时间递归滤波方法将这些函数传递到时域。应用非迭代算法来保证土与结构之间的边界条件，即 它们之间的位移连续性和力平衡。所提出的方法在称为OpenSees的开源FE软件框架上实现。通过对典型土-基础-结构系统的地震反应分析，同时考虑了线性或非线性土壤，线性或非线性结构以及单桩或多桩地基的情况，详细研究了扩展耦合方法的准确性和效率。结果表明，扩展耦合方法比传统的有限元方法要快得多，并且可以为线性或中低非线性土壤的SSI系统提供可接受的准确解决方案。本文提供了一种快速评估地震结构响应分析中非线性SSI效应的方法。所提出的方法在称为OpenSees的开源FE软件框架上实现。通过对典型土-基础-结构系统的地震反应分析，同时考虑了线性或非线性土壤，线性或非线性结构以及单桩或多桩地基的情况，详细研究了扩展耦合方法的准确性和效率。结果表明，扩展耦合方法比传统的有限元方法要快得多，并且可以为线性或中低非线性土壤的SSI系统提供可接受的准确解决方案。本文提供了一种快速评估地震结构响应分析中非线性SSI效应的方法。所提出的方法在称为OpenSees的开源FE软件框架上实现。通过对典型土-基础-结构系统的地震反应分析，同时考虑了线性或非线性土壤，线性或非线性结构以及单桩或多桩地基的情况，详细研究了扩展耦合方法的准确性和效率。结果表明，扩展耦合方法比传统的有限元方法要快得多，并且可以为线性或中低非线性土壤的SSI系统提供可接受的准确解决方案。本文提供了一种快速评估地震结构响应分析中非线性SSI效应的方法。通过对典型土-基础-结构系统的地震反应分析，同时考虑了线性或非线性土壤，线性或非线性结构以及单桩或多桩地基的情况，详细研究了扩展耦合方法的准确性和效率。结果表明，扩展耦合方法比传统的有限元方法要快得多，并且可以为线性或中低非线性土壤的SSI系统提供可接受的准确解决方案。本文提供了一种快速评估地震结构响应分析中非线性SSI效应的方法。通过对典型土-基础-结构系统的地震反应分析，同时考虑了线性或非线性土壤，线性或非线性结构以及单桩或多桩地基的情况，详细研究了扩展耦合方法的准确性和效率。结果表明，扩展耦合方法比传统的有限元方法要快得多，并且可以为线性或低至中度非线性土壤的SSI系统提供可接受的准确解决方案。本文提供了一种快速评估地震结构响应分析中非线性SSI效应的方法。结果表明，扩展耦合方法比传统的有限元方法要快得多，并且可以为线性或中低非线性土壤的SSI系统提供可接受的准确解决方案。本文提供了一种快速评估地震结构响应分析中非线性SSI效应的方法。结果表明，扩展耦合方法比传统的有限元方法要快得多，并且可以为线性或中低非线性土壤的SSI系统提供可接受的准确解决方案。本文提供了一种快速评估地震结构响应分析中非线性SSI效应的方法。