刚性桩复合地基是一种地基处理的手段,在我国得到较为广泛的应用。刚性桩复合地基的承载力通过单桩承载力、天然地基承载力发挥系数、天然地基承载力加权计算得到。国内对刚性桩复合地基承载力及天然地基承载力发挥系数的研究还不够全面,现行的复合地基规范对天然地基承载力发挥系数的建议值取值不同且范围很大,出现计算刚性桩复合地基承载力时取值困难的情况。刚性桩复合地基达到极限状态时,桩间土出现对数螺旋线形滑动面。根据滑动面形态推导考虑桩土相互作用时的刚性桩复合地基极限承载力计算公式,以及在此基础上推导天然地基承载力发挥系数公式。首先,采用Mohr-Coulomb本构模型,利用有限元程序ABAQUS对刚性桩复合地基建三维模型进行数值模拟。探讨刚性桩复合地基在竖向荷载作用下,极限状态时桩间土滑动面的形态,同时通过数值模拟的方法得到刚性桩复合地基的p-s曲线,即刚性桩复合地基的极限承载力。在理论分析方面,针对刚性桩复合地基极限状态的数值模拟结果,再结合复合地基的工作原理,考虑刚性桩与桩间土在极限状态时存在相互作用的侧阻力,推导刚性桩复合地基极限承载力公式,并得出天然地基土承载力发挥系数。利用正交分析法和MATLAB软件分析一些影响因素对复合地基极限承载力和天然地基土承载力发挥系数的影响规律,针对的影响因素有:地基土内摩擦角、地基土粘聚力、地基土重度、刚性基础宽度、桩土置换率等。研究表明:当内摩擦角较大时,复合地基极限承载力随基础宽度的增大而增大,内摩擦角较小时则相反;天然地基承载力发挥系数随内摩擦角和桩间距增大而增大,随着粘聚力、基础宽度和桩土置换率增大而减小;当内摩擦角大于0时,刚性桩复合地基的深度修正系数大于1.0。