传统的桩基础设计理论考虑桩工作在弹性阶段,上部荷载完全由桩来承担。复合桩基设计理论令桩工作在非线性阶段,充分利用了桩和桩间土的承载能力,有效地减少桩的用量,但其沉降比常规桩基时要大。因此需要对复合桩基的工作机理,特别是复合桩基的沉降性状做精细的分析。 实践证明,分析复合桩基工作机理的关键是突破弹性分析范围,引入桩-土-承台的非线性共同工作机制和桩周近场区域土体非线性分析。 为此本文引入了两个非线性模型：(1)引入修正的莫尔-库伦模型来实现地基土变形的非线性和土的弹塑性；(2)假设桩-土之间存在相对位移,桩-土相互作用力是相对位移的双曲线函数,以模拟桩-土之间相对位移和塑性作用。使用FLAC3D自带的FISH语言,通过改变FLAC3D中相关模型的相关参数以实现上述目的。 本文运用上述两个非线性模型做了如下研究工作：(1)分析单桩在竖向荷载作用下的非线性工作性状；(2)分析复合桩基在竖向荷载作用下的非线性工作性状；(3)分析地基土、桩长、桩中心距、承台厚度对复合桩基在竖向荷载作用下的非线性工作性状的影响；(4)分析复合桩基中承台和桩群分担荷载比例；(5)分析复合桩基沉降机理。 通过数值模拟,结合模型试验和现场观测的成果,获得了一些具有实际意义的研究成果：(1)通过对比不同的复合桩基承台分担荷载公式,根据数值模拟结果,提出了考虑了荷载水平的计算承台分担荷载方法；(2)通过对比不同的复合桩基的沉降计算方法,根据数值模拟结果,提出了简化的复合桩基的沉降计算方法,并与实际工程做比较,证明此方法是可行的。