在传统的工业和民用建筑及21世纪发展迅速的近海工程及高速交通工程中,桩基础用量巨大,高强预应力混凝土管桩配合静力压入法施工具有承载力高、贯入力强、造价低、保护环境等优势,越来越得到广泛应用。黏性土中静力压桩过程中桩-土之间会产生间隙,桩周土存在超孔隙水压力,真实的有效桩侧压力需扣除孔隙水压力。黏性土中静力压桩过程考虑有效侧压力影响的桩基受力特性愈发受到设计人员的关注,特别是桩-土界面处的土压力及孔隙水压力直接作用于桩身,比外围土体更重要,影响着桩侧摩阻力的变化。然而目前静力压桩过程桩-土界面受力机理尚未明确,因此开展静力压桩过程中桩身及桩-土界面受力特性的研究具有重要的现实和理论意义。本文借助恒刚度桩-土界面直剪试验、室内大比例模型试验及现场足尺试验等方法系统研究了黏性土中静力压桩过程桩的受力特性,提出了创新性的安装多种测试元件的室内和现场试验方法,研究成果为黏性土中静力压桩过程桩-土界面研究提供了依据和参考。本文的主要工作和研究成果如下:1、通过研制大型恒刚度桩-土界面直剪仪来研究桩-土界面的剪切力学特性,总结不同粗糙度、含水率和剪切速率等试验因素下的桩-土界面剪应力峰值和剪切破坏位移变化规律,为实际工程应用提供参考;成功地将桩-土界面安装微型土压力和孔隙水压力的方法用于直剪试验中,研究了黏性土中考虑超孔隙水压力的桩-土界面剪切力学特性。2、设计并制作了双壁模型管桩,提出了创新性的内外管轴力传感器、桩-土界面土压和孔隙水压力传感器的桩身安装、测试及标定技术,基于青岛理工大学大比例模型试验系统开展了3组静力压桩试验,对黏性土中开口模型桩的土塞生成、开口与闭口模型桩贯入过程受力特性进行了系统试验研究。3、基于模型试验,获得了黏性土中开口模型桩的土塞高度变化规律、开口和闭口模型桩静力压入过程中荷载传递变化规律及桩-土界面应力变化规律;分析了静力压桩过程桩-土界面超孔隙水压力、总径向应力和有效应力对桩侧摩阻力的影响,发现桩-土界面存在“侧压力退化”现象。桩-土界面有效径向应力与总径向应力的变化趋势相近,桩-土界面有效径向应力与侧摩阻力同时达到峰值,随后有效径向应力降低,而侧摩阻力保持不变,试验表明桩侧摩阻力退化实质是桩-土界面有效径向应力的减小。4、研制了PHC管桩复杂环境生产成型过程中植入光纤的PHC测试桩,同时在桩身表面安装微型土压和孔压传感器,形成与室内试验对应的安装多种测试元件的现场试验方法。通过与桩身刻槽埋入光纤现场试验结果对比,验证了植入光纤测试技术的准确性;通过现场试验与室内试验加载、沉桩及卸载过程中桩-土界面超孔隙水压力、总径向应力和有效径向应力的变化规律,验证了桩-土界面测试技术的可行性。5、基于现场试验,对桩身荷载传递规律、桩-土界面超孔隙水压力、总径向应力及有效径向应力进行了分析。通过试验发现压桩初始阶段,桩-土界面超孔隙水压力急剧升高,沉桩过程中桩-土界面超孔隙水压力增大至峰值后开始下降,沉桩结束时桩-土界面超孔隙水压力快速消散;桩-土界面总径向应力与入土深度呈线性关系,在同一贯入深度,桩-土界面总径向应力随着h/B增加而减小,揭示了桩侧摩阻力退化实质是桩-土界面有效径向应力的折减,提出了基于有效径向应力降低的“侧压力退化”现象。