群桩(等刚度、变刚度)沉降及桩筏基础的优化设计一直是岩土工程领域研究的热点问题。桩群在土中的加筋与遮帘效应(即桩体的存在对土体变形的影响)是客观存在的,但目前的理论与实践尚不能或有效地考虑该效应;常用的相互作用系数法只能计算群桩的弹性沉降,且计算结果偏大;而数值计算方法由于其建模、岩土参数和本构关系的复杂性,限制了它的工程应用。针对这些问题,本文开展了一系列研究,建立了考虑加筋与遮帘效应的群桩沉降计算理论,以及基于单桩载荷试验的群桩沉降简化分析法,并在此基础上,利用数值手段研究了变刚度桩筏基础的工作性状及优化设计,成果具有理论和工程实践意义。主要工作与成果如下:’1、基于剪切变形法原理,建立了考虑加筋与遮帘效应的等刚度群桩沉降计算的柔度系数及相互作用系数矩阵方程。公式能够同时考虑所有邻桩的存在引起的加筋与遮帘效应,即在计算某一根桩沉降时,考虑了群桩中其它各相邻基桩桩体的存在对该桩沉降的综合折减。推导过程中,考虑了地基的成层性和桩端沉降的相互影响,提出了基于一定深度内的Mindlin位移解且考虑桩径影响的桩端压力-桩端位移关系新模式。2、给出了桩-桩相互作用系数的新定义,进而采用该定义推导了能够考虑加筋与遮帘效应的等刚度群桩沉降简化计算公式。3、基于等刚度群桩分析及重新定义的相互作用系数,研究了考虑加筋与遮帘效应的变刚度(变桩间距、变桩径、变桩身刚度、变桩长)群桩沉降计算,重点推导了长-短桩组合的情况,包括长桩-短桩和短桩-长桩的相互作用。4、采用三维数值程序FLAC3D拟合单桩载荷试验的荷载-沉降曲线,通过弹性及弹塑性分析确定土的弹性参数和桩-土弹塑性接触面参数;由此建立等桩长等桩径、不同桩长、不同桩径双桩模型,系统分析了各种因素对相互作用系数的影响,并利用多项式回归拟合;根据数值分析,提出了在相互作用系数法中利用单桩载荷试验曲线分析群桩线弹性和非线性沉降的方法,将相互作用系数法扩展至群桩沉降的非线性计算上。5、结合模型试验验证了 FLAC3D计算结果的可靠性,在此基础上,建立了原型试验模型,系统研究了变刚度桩筏基础(天然地基筏板、均匀布桩、变桩距、变桩距变桩长、变桩距变桩长变桩径)的工作性状。模型试验及数值计算结果对桩筏基础优化设计具有重要的理论意义和参考价值。