碎石桩复合地基因其可有效地利用地基本身的承载能力,且具有施工速度快、造价低的优势,被广泛应用于软土地基处治中。然而,由于碎石桩复合地基承载变形特性的复杂性,理论研究尚未成熟,有待进一步深入。目前对碎石桩复合地基的理论计算大部分以等应变假设为基础,忽略了桩侧摩阻力对碎石桩复合地基受力变形的影响,也未考虑碎石桩径向鼓胀变形对承载变形特性的影响。因此,本文从理论分析、室内模型试验、数值模拟三个方面,对碎石桩复合地基的承载机理及其优化设计理论进行更深入的探讨。本文首先分析了碎石桩复合地基的加固机理,归纳总结了其破坏模式,在此基础上,对柔性基础下碎石桩复合地基的共同变形机理以及荷载传递机制进行了深入研究,并简要概括了现有压缩变形分析方法。针对柔性基础作用下,碎石桩由于不均匀鼓胀在横截面上产生剪应力的现象,以单桩等效加固范围内复合地基为分析对象,提出了考虑桩身横截面剪应力的沉降计算的研究思路。其次,在分析碎石桩复合地基加固和承载变形机理的基础上,对碎石桩复合地基进行分段,考虑各单位体之间不均匀的鼓胀。基于此,获得了鼓胀段碎石桩截面剪应力分布,随后考虑桩土界面上摩阻力,结合剪应力互等定理,得出了碎石桩荷载传递模型。然后,根据胡克定律,建立了柔性基础下碎石桩径向鼓胀变形的控制方程,获得了柔性基础下碎石桩复合地基桩土应力比及沉降计算方法,并给出了计算程序及设计步骤。此外,通过具体实例,较详细地说明了计算过程,同时验证了其工程适用性,以期为碎石桩复合地基荷载传递与变形分析提供一种新思路。最后,为了进一步研究柔性基础下碎石桩复合地基承载变形,结合工程实践,利用有限元数值分析程序,得到了碎石桩复合地基加固区的应力分布和位移,并对桩土应力比的几个主要影响因素进行了深入探讨,指出了影响桩土应力比的主要影响因素。同时,设计并完成了一组较大型的室内模型试验,根据试验数据,得到了碎石桩复合地基荷载位移的变化关系,进而深入地探讨了碎石桩复合地基的承载变形机理。