近年来,随着三峡蓄水成库后,航运密度加大,内河航运事业稳步发展,大直径钢护筒嵌岩桩在内河深水码头桩基中得到了广泛应用。但目前对大直径钢护筒嵌岩桩受力性能开展的研究相对匮乏。本文利用室内模型试验和数值模拟方法,对考虑有、无钢护筒以及不同嵌岩深度条件钢护筒嵌岩桩的竖向及水平力承载性状进行了研究。本文的主要研究工作及研究成果包括下列方面：(1)试验方法、模型比尺及模型材料的选择。根据大直径钢护筒嵌岩桩实际尺寸及室内试验条件,确定模型比尺取20,材料强度比尺取1,即取原型桩尺寸的1/20,而采用与原型桩相同的材料参数进行室内试验制模；根据重庆港区的地质条件,利用不同配合比的水、砂、石膏及水泥制成混凝土模拟桩身材料以及泥岩地基。为了确定混凝土配合比,进行了标准尺寸模型试块并进行了材料的强度与变形参数试验,根据实际桩身混凝土及泥岩地基的强度与变形参数,确定了混凝土配合比；测试了模型试验数据采集系统,通过率定试验确定了传感器采集数据与真实数据的关系。(2)钢护筒嵌岩桩竖向承载性状模型试验。按照模型试验相似理论,制成不同嵌岩深度的钢护筒嵌岩桩及非钢护筒嵌岩桩共6根桩进行了竖向承载性状试验,试验中得到了桩顶竖向位移随着荷载的变化规律、桩侧阻力及桩端阻力随竖向加载的发挥情况,并分析了钢护筒的设置与否以及嵌岩深度的大小对桩基竖向承载规律的影响,发现当设置钢护筒后,钢护筒嵌岩桩的桩侧摩阻力峰值所对应的嵌固深度,比普通嵌岩桩的位置偏深,且峰值偏大。桩基侧阻力较普通嵌岩桩有所下降,即钢护筒嵌岩桩桩端阻力更容易发挥作用。通过对相同嵌岩深度条件下的两种桩基对比发现设置钢护筒对竖向承载力的影响并不明显；无论钢护筒嵌岩桩还是普通嵌岩桩,桩身嵌岩深度对承载力影响明显。桩身嵌岩深度从3D增加到5D时,钢护筒嵌岩桩竖向极限承载力随之提高了40%左右。同时,桩身嵌岩深度的增加,桩端阻力在总承载力中所占的比例在减小,而侧阻力所占的比例在增加。(3)钢护筒嵌岩桩水平承载性状模型试验。模型桩与竖向承载性状模型试验相同,并在桩顶施加水平荷载,试验中监测桩顶水平位移随水平荷载的变化规律以及桩身弯矩的分布规律,并在此基础上对比分析有无钢护筒及不同嵌岩深度条件下桩基的水平承载规律。发现在横向荷载作用下,钢护筒嵌岩桩桩基抗弯性能比普通嵌岩桩大大提高,即钢护筒嵌岩桩的横向承载力较好,且桩顶和桩身岩面处的水平位移较小；钢护筒嵌岩桩桩身弯矩最大值所对应的位置较普通嵌岩桩偏下。在横向荷载作用下,嵌岩深度越大,钢护筒嵌岩桩的桩顶和岩面水平位移相应变小,承载力同样随嵌岩深度的增加而提高。(4)以物理模型试验参数为基础,应用大型有限元软件Abaqus,采用接触单元模拟钢-砼界面、砼-岩界面受力特性,开展钢护筒嵌岩桩数值模拟分析。数值模拟与室内试验结果较为吻合,能够反映普通嵌岩桩、钢护筒嵌岩桩工作性状,是开展钢护筒嵌岩桩的承载特性分析的有效方法。