在桩基设计中,如何合理地确定单桩的承载力与沉降特性一直是桩基理论研究的一个重要的课题,然而,由于桩土相互作用的复杂性,该问题一直未能得到很好的解决。利用单桩荷载-位移曲线进行桩基特性研究是一种较好的解决方法,目前有较多拟合预测方法,实现过程差异较大,精度也不一。拟合预测方法在单桩荷载-位移曲线中的应用目前尚还存在着建模理论缺陷和实现方法复杂以及需要编程实现等问题。本文在对单桩荷载-位移曲线的拟合预测采用了三种分析方法：荷载传递法、曲线拟合法和灰色理论模型分析法。在对这三种分析计算方法的基本原理和实现步骤上进行介绍后针对各自存在的缺陷进行改进：对于荷载传递法,利用桩底和桩侧指数曲线传递函数进行解析解的推导并结合线性和非线性传递函数进行综合分析；对于曲线拟合法,提出修正指数曲线模型,归纳总结出8种S型曲线模型并就组合曲线模型提出了叠加组合模型和分段组合模型；对于灰色理论模型,提出单桩承载力预测的直接灰色理论模型DGM(1,1),并在建模机理上对DGM(1,1)从背景值优化和初始值优化两个方面进行改进,提出共16种改进模型。由于上述计算方法在实现上需要借助计算机实现,鉴于程序编制往往难以实现可视化,引入MATLAB/GUI技术,分别就三种预测方法编制得到Load_transfer、curves和Greymodel三个可视化操作界面程序,便于工程人员和科研人员的直接应用。