螺纹桩作为一种新型的变截面刚性桩,可显著降低沉降,在较少材料用量下获得极佳承载力,兼具施工噪音低和绿色环保等优点。螺纹桩复合地基在交通基础设施建设中应用广泛,特别在湿陷性黄土地区的高铁地基处理中广受欢迎,但其桩-土作用机理尚不明晰,工程面临一定风险。本文通过调用ABAQUS软件UMAT子程序,建立了黄土场地螺纹桩竖向受荷三维模型,与等外径圆桩进行对比分析,探讨了螺纹桩竖向荷载传递规律和桩身变形破坏特征,以及地基土的失效过程。此后分析了螺纹桩承载性能的影响因素,根据桩体破坏和土体破坏特征,分别构建了简化力学模型,提出了螺纹桩桩身强度验算方法和承载力计算公式。主要工作和结论如下:（1）建立了螺纹桩和对照圆桩的竖向承载模型,分析了螺纹桩的荷载-沉降曲线、桩身轴力、各部分承载力分配、土体位移与变形规律等,提出了螺纹桩的竖向承载机理:螺纹桩改变了桩土作用方式,使竖向荷载可以向桩周更大范围土体传递,并在成桩过程中对土体产生挤密效应,以较少材料用量获得更大的承载力。各承载力分量中,最下级螺牙的反力最大,其与土体的作用方式与其他螺牙不同。（2）采用混凝土损伤塑性模型（CDP）分析了螺纹桩在竖向荷载作用下的桩身变形和破坏特征。竖向受荷下螺纹桩桩身会产生受压损伤和受拉损伤。受压损伤主要集中于桩顶,故需对桩顶正截面进行抗压承载力验算;受拉损伤产生于上部螺牙外侧和最下级螺牙处,最下级螺牙分担的荷载比重最大且较易产生破坏,在设计中应重点考虑,并对其进行抗拉承载力验算。（3）改变数值模型的土体参数和桩身几何参数,以探究其对螺纹桩承载性能的影响。当外径一定时,螺牙间距和高度均会对承载力产生显著影响,而螺牙倾角和厚度的影响较小。对于已知土体条件下,若螺纹桩外径和桩长已确定,存在最优的几何构造,在保证桩体安全的条件下使承载力充分发挥。（4）根据螺纹桩承载机理和破坏特征,并考虑主要影响因素,提出按土体强度确定的承载力计算公式,由最下级螺牙承载力、外侧土体剪切作用合力及桩端阻力组成;以及按材料强度确定的承载力验算方法和螺牙设计要求。