本文以河南三门峡地区中原黄金冶炼厂整体搬迁升级改造项目湿陷性黄土地基为工程背景,通过分析现场的灰土挤密桩复合地基载荷试验、探井取样室内土工试验以及常规三轴试验,对黄土的湿陷机理、灰土挤密桩的加固机理、挤密影响半径、复合地基承载力特征值和变形分析、复合地基桩土应力比、湿陷性黄土地基的优化桩型设计进行了系统分析。主要工作如下:⑴单一桩型灰土挤密桩在湿陷性黄土地基处理的理论研究及工程应用。结合黄土湿陷性机理,从理论上分析灰土挤密桩的加固机理。由面积比公式和应力比公式,推导灰土桩复合地基承载力计算公式。基于统一强度理论研究灰土挤密桩挤密影响半径,通过理论分析,推导灰土挤密桩挤密影响半径的计算公式。结合原料区灰土挤密桩复合地基载荷试验,分析该场地灰土挤密桩复合地基承载力特征值、计算现场灰土挤密桩挤密影响半径以及对比分析加固前后桩周土层物理力学性质的变化。⑵复合桩型在湿陷性黄土地基处理的优化设计及工程应用。组合桩型采用夯实水泥土桩和素土挤密桩进行地基加固,本文从排土成孔素土挤密桩消除地基湿陷性和夯实水泥土桩提高复合地基承载力这两个方面来研究优化组合桩型处理湿陷性黄体地基的加固机理。通过理论分析和公式推导得到组合桩型复合地基承载力及变形计算公式。结合综合回收区复合桩型复合地基载荷试验,分析该场地复合桩型复合地基承载力特征值和变形以及对比分析加固前后桩周土层物理力学性质的变化。⑶湿陷性黄土复合地基数值分析。FLAC3D中的摩尔-库伦模型,是理想的弹塑性本构模型,用土体破坏时的摩擦角和粘聚力来反映土体抗剪强度,摩尔库伦模型难以完全反映具有复杂应力应变本构关系的湿陷性黄土模型。邓肯-张模型能很好反应黄土非线性应力应变关系,将邓肯—张模型引入FLAC3D进行二次开发,使分析结果更加符合工程实际情况。数值分析研究内容有求解邓肯—张Eμ模型参数、单桩静载承载力数值试验、单桩轴力和侧摩阻力数值分析、灰土桩设计方案优化设计、复合地基沉降分析、复合地基桩间距对桩身轴力影响分析以及单桩与组合桩型复合地基对比分析。