大直径深嵌岩桩由于深嵌岩,嵌岩段桩身侧向抗力承受上部传递下来的大部分荷载。其中,对于桩侧摩阻力的研究传统的做法常认为在构造上桩-岩界面是一个平面,事实上对于大直径深嵌岩桩,由于施工方式的差异、岩石性质、混凝土浇筑等因素在桩-岩界面会形成几何形态差异较大的粗糙面,传统的假定不能准确的表征桩身侧向抗力;此外,目前大多采用静载荷试验来确定桩基承载力,但大直径深嵌岩桩单桩承载力极高,传统的静载荷试验因难以达到破坏而无法实施,以致其承载力的确定只能通过桩基规范、数值模拟分析等方法确定。为此,本文以某桥梁大直径深嵌岩桩基础工程为背景,通过开展围岩粗糙度定量分析、室内剪切试验、数值模拟、理论分析,对重载作用下复杂地层大直径深嵌岩桩的桩-岩界面受力性状、竖向承载机理及桩身极限抗力进行研究。主要研究内容及成果如下:（1）以三维激光扫描点云数据和统计学粗糙度表征法为基础,开展了围岩粗糙度的三维数字几何形貌重构和定量化分析研究,提出了一种既可以体现粗糙体起伏特征又可以反映空间特征以及与实际桩-岩界面剪切方向相对应的适用于桩周围岩粗糙度的综合参数表征法;基于表征桩周围岩粗糙度的综合参数,建立了桩-岩界面的三维粗糙度系数JRC3D的理论函数,实现了更加科学准确的对桩周围岩粗糙度进行量化和评估。（2）采集桥址区岩样开展岩石基本物理力学试验,获得砂岩基本物理力学参数;同时以围岩粗糙度JRC3D定量化分析为基础,采用笔者自主研发的桩-岩界面压剪试样制备装置制备了不同混凝土与围岩侧壁作用压力Phi下的混凝土-（泥皮）-砂岩界面压剪试样,开展室内剪切试验,获得了同一砂岩地层不同桩深位置桩-岩界面的剪切破坏形式、界面剪切破坏前后三维粗糙度系数JRC3D的变化、剪应力-剪切位移曲线。之后,分别采用莫尔-库伦（Morhr-Coulomb）强度准则和修正的Barton结构面抗剪强度公式拟合桩-岩界面抗剪强度指标,结果显示界面抗压强度JCS和界面黏聚力cm与混凝土与围岩侧壁作用压力Phi成正比例关系。（3）开展了考虑和不考虑Phi工况下复杂地层大直径深嵌岩桩竖向承载数值模拟,得到了各工况下的荷载-沉降曲线,桩身轴力、侧向抗力沿桩身的演化规律以及桩端阻力和桩身侧向抗力承担桩顶荷载的分担比。研究结果得出考虑Phi工况相比不考虑Phi下,桩基承载力提高了30.47%,且桩身侧向抗力在同一砂岩地层沿着桩深位置是变化的,不同于桩基规范认为同一地层桩侧摩阻力是不变的假定。（4）基于室内界面剪切试验和数值模拟分析,对Barton学者提出的结构面抗剪强度公式进行修正,建立了砂岩地层大直径深嵌岩桩极限桩身侧向抗力计算公式,该公式可以考虑界面粗糙度JRC3D、界面单轴抗压强度JCS、界面黏聚力cm、法向应力σn以及混凝土初凝前与围岩相互作用力Phi对桩身侧摩阻力的影响。