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变截面螺纹桩作为一种新型地基处理桩型,由于桩身螺纹的存在,导致其荷载传递机理与光面直桩有很大的不同。变截面螺纹桩在软弱地基处理中有着巨大的发展潜能,其中沉降变形问题是工程实践中所关注的一类极为重要问题。本文运用模型试验和数值模拟,结合理论分析对其沉降特性进行了研究,建立了单桩及群桩的沉降计算方法,并分析了一些主要因素对复合地基沉降的影响规律。本文的主要研究工作如下：1)利用三维数值模拟方法,揭示了变截面螺纹桩地基土中附加应力的分布规律,地基中附加应力沿深度和水平方向逐渐减小,离桩身较近时,土中附加应力值较大并且沿深度和水平方向变化较大；离桩身较远时,土中附加应力值较小并且沿深度和水平方向基本保持不变。在此基础上,结合理论分析地基沉降变形的组成,建立了变截面螺纹桩单桩与群桩复合地基的沉降计算近似理论分析模型。2)利用室内模型试验,对比分析了变截面螺纹桩、螺纹直桩和普通光面直桩的沉降差异特征,结果表明,当作用在桩顶的竖向荷载较小时,变截面螺纹桩、螺纹直桩的沉降相近,但随着桩顶竖向荷载的不断增大,变截面螺纹桩和螺纹直桩在减小沉降方面的优势逐渐显现。在桩顶荷载为1.25kN时,直桩沉降为8.011mm,变截面螺纹桩沉降为直桩的53%,螺纹直桩沉降为直桩的44%。3)通过三维数值模拟和室内模型试验,分析了变截面螺纹桩在桩顶荷载作用下的受力特征,确定了变截面螺纹桩桩侧摩阻力和桩端阻力的分配比例,以及单桩和群桩复合地基沉降计算近似理论分析模型；在此基础上,运用Geddes应力解,提出了变截面螺纹桩单桩以及群桩的沉降的近似理论计算方法。变截面螺纹桩复合地基理论计算得到的沉降结果与数值模拟得到的沉降结果对比,两者误差在25%以内。4)对比分析了变截面螺纹桩和光面直桩的荷载-沉降曲线特征,与光面直桩相比,变截面螺纹桩螺纹的存在提高了桩与周围土体的咬合作用,较大提高了侧摩阻力,充分地发挥了桩周土体的抗力。因而,其荷载-沉降曲线相对平缓。5)通过三维数值模拟,从桩体几何尺寸、螺纹几何尺寸、加固区地层特性、褥垫层特性等方面,分析了各主要因素对桩体沉降变形的影响规律,建议了较为适宜于实际工程的相关设计参数,为变截面螺纹桩复合地基的优化设计提供了参考。本研究在变截面螺纹桩群桩复合地基沉降分析方面的结果,可以为相关的工程设计提供指导和参考。