桩基础是土木工程建设领域使用最广泛的基础形式,进入21世纪后,随着高速铁路、大跨度桥梁和其他大型工程建设的发展,上部结构对桩基的承载力和变形也提出了更高的要求,桩身逐渐变得粗大深长。大直径桩以其高承载力和小变形的特点越来越广泛地应用于工程建设中,但相较于其在工程中的使用,大直径桩的理论研究稍显滞后。造成这种情况的原因主要有两个:一是大直径桩具有明显的尺寸效应,其荷载传递规律、变形特性等表征承载性状的因素与小直径桩有明显的不同,照搬小直径桩的计算理论可能会造成很大的误差;二是由于大直径桩巨大的承载能力使得大直径桩的现场静载试验难以达到破坏状态,这也大大限制了大直径桩承载理论的发展。鉴于上述情况,本文采用数值分析方法,应用FLAC3D有限差分软件对大直径桩的竖向承载特性进行了数值分析,所做具体工作如下:(1)对比总结各种大直径桩研究方法的优缺点,采用数值分析方法研究大直径桩承载性状时有其独特的优势;分析了影响岩土工程数值计算的主要因素,结合锡宜高速公路宜兴北互通跨线桥1#试桩的静载试验资料,运用FLAC3D数值软件对大直径桩单桩的竖向静载试验进行了数值模拟,并分析了数值模拟与实测数据产生差异的原因。(2)分别对大直径短桩和大直径深长桩进行了多组数值对比试验,包括大直径短桩中纯摩擦桩与端承摩擦桩、不同桩端土层性质、不同桩径的对比试验以及大直径深长桩中桩端是否嵌岩对比试验,分析了不同情况下大直径桩的荷载传递、侧阻发挥、变形特性等影响承载性状的关键因素;用数值方法对大直径超长桩的有效桩长和承载力进行了分析计算;通过数值试验,说明数值方法可以解决许多工程实际问题,如极限承载力、桩身轴力侧阻分布、超长桩有效桩长等的确定,为桩基设计提供可靠的依据。(3)通过纯摩擦桩的数值试验,对桩侧土体变形模量、桩侧土体抗剪强度指标、桩土接触面的力学性质进行了敏感性分析,发现桩侧土体变形模量和接触面的力学性质对大直径桩承载性状的影响较大,桩侧土体抗剪强度指标的影响较小;桩侧土体变形模量与接触面切向刚度对单桩的承载特性有类似的影响,主要影响单桩沉降,但影响机理并不相同;接触面法向刚度对单桩承载力和沉降都有影响;接触面内摩擦角和粘聚力主要影响单桩的承载力。