近年来,桩基础特别是静力压入管桩在全国得到全面推广,其应用数量很大,范围也是十分广阔的,但静压管桩的理论研究滞后于应用,桩侧压力和摩阻力等一系列问题急需解决。通过试验研究是解决这一问题的非常重要的方法。但传统试验方法存在很大的缺陷与误差。本文提出一种基于板壳理论的半解析半数值的数学方法,结合静压管桩压入和静载的室内模型试验,可以正确地将桩身应变值转换为所需要的桩侧压力和摩阻力。该方法能够弥补传统方法的不足,可以较直观的得出桩的压入和静载过程中的侧压力和摩阻力的动态变化。在此基础上本文主要作了以下几方面的研究工作:(1)提出一种基于板壳理论的半解析半数值的数学方法,即通过测量桩身应变反算出桩侧压力和摩阻力的分布。详细阐述了该反算方法的原理,并利用有限元分析软件ANSYS模拟了静压管桩的受力情况,使用此方法进行反算,验证了该反算方法的正确性。(2)采用有机玻璃管作为模型桩在室内自制砂箱中,进行了静压管桩的压入和静载两种室内模型试验,采用本文所提出的方法计算出了桩在压入和静载过程中的侧压力和摩阻力分布。(3)分析了桩在压入和静载过程中的侧压力和摩阻力变化规律及二者关系与理论值的不同点。计算出了压入和静载两种过程中的土压力系数,并与三种理论土压力系数进行了对比分析。(4)在静载试验基础上,得出了桩顶荷载与桩顶位移的P-S曲线、各级荷载作用下的桩身轴力变化曲线,对桩的承载力特性进行了研究。同时测得了桩周土随着桩顶荷载增加而变化的情况。并对砂土中单桩承载力的时效性进行了研究。本文所提出的方法能够实时正确地计算出静压管桩的应力分布,在室内模型试验基础上得出了静压管桩在砂土中的荷载传递特性与承载力特性,为桩基础力学性能分析与实际工程测量提供了有力的支持。