近年来,我国工程建设项目中岩土工程参数选取存在不合理现象,面临设计和施工偏于危险的隐患,易造成一定程度的经济损失和潜在风险。长期以来,我国岩土行业获得土体物理力学性质参数的方法因受到现场取样和室内试验条件诸方面的限制,对岩土力学参数进行精准量测存在困难,多数情况下是通过经验估计获取。地震波孔压静力触探(seismic piezocone penetration test,SCPTU)是一种原位测试技术,具有无需取样、高精度、连续测试、高重复性、简单快捷等优点,得到国内外同行的青睐。因此,基于SCPTU测试技术对岩土工程力学参数进行评价,应用SCPTU参数对土层识别分类,并在此基础上对单桩承载效应进行分析,对提高我国岩土工程实践中的地基基础设计具有重要的科学与现实意义。本文尝试借助协作表示理论的优势,提出基于概率协作表示和加权协作竞争表示的土层识别方法,为进一步对单桩承载效应评价提供支撑。主要研究内容包括:(1)为更好地表征土体力学参数间的相似性,借助概率量化参数属于每类的可能性,探讨了基于CPTU参数的稀疏自动编码技术和概率协作表示相结合的土层识别研究。通过与现场钻孔取样结果验证,表明该方法在软土场地具有较好的识别效果,同时可以量化混合层中各成分的比例,是对经典图表法的有益补充。(2)为避免概率协作表示法存在参数相关性高的问题,尝试提出加权协作竞争表示的土层识别方法。通过对几种典型场地的识别案例表明,加权协作竞争表示法更能表征土层沉积的过程。将该方法应用于区域场地的宏观评价,可直观获取地质层沿钻孔深度分布的概况,具有一定的工程应用价值。(3)回顾了应用CPT/CPTU对单桩承载力进行预测的方法,结合江苏某项目,评价了各预测法用于静压桩的适宜性。讨论了桩端阻力影响区的取值范围,侧阻退化效应对侧壁摩阻力的影响,以及时效性对单桩承载力的影响,应用CPTU数据提出了基于加权协作竞争表示的单桩承载力预测新方法。通过与同地质条件的静载试验对比,验证了提出新方法的有效性。