虚土桩法是为了解决桩与桩侧土、桩端土相互作用而提出的一种新方法,该方法将桩端投影面以下直到基岩的土层看成为“土桩”,建立土体动力平衡方程、桩体和虚土桩体动力平衡方程,并结合具体边界条件来研究桩土耦合振动特性。虚土桩法可以考虑桩与桩侧土、桩端土的耦合作用,桩端以下土体的非均质性和成层性,基岩埋置深度的影响以及沉降随时间发展的过程等多方面因素,具有广阔的应用前景。本文基于虚土桩思想,进行了以下三方面的研究:1、结合土体平衡方程和虚土桩体平衡方程,对静力条件时刚性圆盘下弹性地基表面和内部的应力场和位移场进行研究,得到了虚土桩中心线和不同深度土层竖向应力和位移的分布以及虚土桩顶的刚度。同时分析影响土体竖向应力和位移分布的各种因素,并与其他学者的研究成果进行对比,分析虚土桩法在刚性圆盘下地基静力分析时的适用性。2、结合土体动力平衡方程和虚土桩体动力平衡方程,对简谐荷载时刚性圆盘下均质滞回材料阻尼土体的振动特性进行研究,得到了土层阻抗因子、桩顶位移幅频、桩顶复刚度、速度导纳等振动特性,同时分析影响上述振动特性的各种因素,并与其他学者的研究成果进行对比。3、结合单桩沉降计算的荷载传递法,根据桩及虚土桩体平衡方程、接触面处力和位移的相容条件,得到弹性状态下单桩沉降解析解。结合单桩沉降的弹性理论法,采用Mindlin位移解,考虑桩和虚土桩侧摩阻力的相互作用,得到单桩沉降的解析解。根据土体平衡方程、桩体平衡方程和虚土桩体平衡方程,结合边界条件和相容条件,得到桩顶沉降的解析解。对上述三种方法得到的桩顶荷载-沉降关系进行对比,并分析桩长、泊松比、桩土弹性模量、虚土桩长度等因素的影响。同时与现有的荷载传递法和弹性理论法进行对比,分析虚土桩法的可行性。本文对虚土桩法在地基静动力特性和单桩沉降计算中应用的可行性和适用条件进行的初步分析,推动了虚土桩法在桩的动静特性方面的应用研究。