地震引起的结构振动是一个持续的安全隐患，威胁着人类生命和社会财产，因此推进振动减缓技术成为结构工程中的关键任务。通过将主动、半主动、被动和混合控制概念集成到土木工程中，已在抗震韧性方面取得了显著进展[1,2]。其中，被动控制因其成本效益、振动抑制的稳定性以及不依赖外部能量而得到广泛应用，尤其是调谐液体阻尼器（TLD），因为它易于安装，并且在液体储存、防火、视觉舒适性和振动控制方面具有多功能性。TLD利用液体惯性通过调谐效应和晃动运动来耗散振动能量，从而显著降低结构响应。自1987年Sato首次提出TLD以来，它已被应用于东京国际航空塔[4]，并随后被广泛应用于各种工程实践中[[5], [6], [7], [8]]。由于其简单的机械构造，已经开发出了多种基于液体的阻尼器变体，包括调谐液体柱阻尼器[[9], [10], [11]]、惯性器基液体阻尼器[12,13]、带有浸没式调谐振荡器的液体阻尼器[[14], [15], [16], [17]]以及密度可变调谐液体阻尼器[18]。这些设备的性能已通过数值模拟[[19], [20], [21]]和实验研究[[22], [23], [24], [25]]得到广泛验证，证实了液体动力学的准确预测和结构响应的可靠减缓。
尽管TLD在减轻结构振动（尤其是风引起的振动）方面已被证明有效，并且应用广泛，但由于其振荡频率带宽较窄和液体质量比受限，在宽带激励下减轻结构响应的效果仍然有限。由于在施工中难以实现所需的较大液体与结构质量比，通常通过各种装置增加晃动液体的液压阻力来提高TLD的固有阻尼[26]，包括阻尼网[[27], [28], [29]]、挡板[19,[30], [31], [32], [33], [34], [35]]、筛网[36,37]、凸起[38,39]、倾斜底部[29,40,41]和浮动物体[42,43]。这些阻尼措施主要涉及在液体罐内安装液体组分交互装置，但未能充分利用液体的惯性效应。为了有效利用液体惯性，提出了在结构与TLD之间加入平行弹簧-阻尼器系统[44,45]的隔离调谐液体阻尼器（ITLD），其中液体质量比、隔离频率比、隔离阻尼比和高度-宽度比被选为关键参数[46]。通过充分利用液体惯性和增强晃动阻尼效应，非线性阻尼挡板参与的ITLD在多响应减缓方面展现出巨大潜力，可以实现可调节的阻尼和刚度参数。
然而，上述ITLD设计和传统TLD设计程序通常都是在固定基础支撑的假设下开发的，而高层建筑在软土上的土-结构相互作用（SSI）被忽略了。底层土壤与主体结构之间的复杂相互作用常常会导致基础移动或变形，这会显著改变结构的动态特性和整体地震响应[[47], [48], [49]]。此外，场地条件的固有过滤效应会改变地面运动的主导频率和幅度[50]。因此，频率敏感控制装置的有效性可能会受到影响，可能导致控制失败[51,52]，这突显了在TLD和ITLD相关设计中考虑SSI的重要性。尽管数值模拟被认为是分析地震激励下SSI行为的有效方法[53,54]，但有限元模拟的高计算需求和高昂的成本限制了多参数探索和全面的参数空间覆盖。因此，基于有限数据集的数据驱动方法被视为可行的替代方案，用于进行稳健的目标预测。随着信息技术的进步，机器学习（ML）技术在处理稀疏和不完整样本时也能展现出高预测准确性[55,56]。因此，训练出了一个稳健的设计模型，以捕捉复杂的输入-输出关系，从而提高了工程设计过程的效率和可靠性。
为了解决这些耦合挑战——即传统TLD中液体质量的利用不足以及频率敏感阻尼器在SSI下的性能下降问题，本研究提出了一种考虑了土-结构相互作用的改进型阻尼隔离调谐液体阻尼器（ED-ITLD）。具体来说，完成了以下任务：(i) 实验和数值量化了滑动隔离界面和穿孔挡板产生的协同阻尼机制，阐明了它们对扩展有效衰减带宽的集体贡献；(ii) 系统评估了耦合隔离-晃动系统的鲁棒性，并确定了决定其动态性能的关键参数依赖性；(iii) 建立了一个以性能为导向的设计框架，其中采用基于机器学习的替代建模来高效探索由土-结构相互作用引起的高维参数空间，从而在理想化的固定基础分析和特定场地应用之间建立了实际联系。通过振动台测试验证了有限元模拟，以便在相对较硬的场地上对关键设计参数进行参数研究。评估了不同阻尼比和自然周期下主体结构振动减缓的鲁棒性，并在不同场地条件下进行了参数研究，以阐明它们对ED-ITLD控制性能的影响。最后，开发了一种适用于多种场地条件的基于机器学习的设计方法，并在两个代表性场地进行了案例研究，证明了振动减缓的有效性和所提出的性能导向设计框架的可行性。
