在充分考虑我国防汛抢险桩机研究现状的基础上提出了新型的防汛抢险螺旋桩机系统，然后结合国内外沉桩过程桩一土作用研究现状和仿生防粘减阻研究现状，围绕“如何降低沉桩设备动力消耗，提高防汛抢险螺旋桩机系统的便携性和机动性”展开了一系列的研究工作。 研制了防汛抢险螺旋桩机系统，提高了沉桩作业效率；利用ANSYS对桩体进行整体结构强度分析以及螺旋叶片的焊接分析，表明桩体结构强度足够，焊接过程中，螺旋叶片的变形小；对整个螺旋桩机系统进行试验，表明该系统性能可靠，工作稳定，作业效率高，能够满足防汛抢险沉桩作业基本需要； 建立了螺旋桩桩土作用力学模型，得出螺旋桩沉桩过程中螺旋桩螺旋部分完全进入土体时螺旋桩圆柱部分所受扭矩以及扭矩与防汛抢险螺旋桩的螺旋导程和圆柱外径的关系曲线，表明螺旋桩螺旋部分完全进入土体时螺旋桩圆柱部分所受扭矩随着螺旋导程的增大而减小，随着圆柱外径的增大而增大，这与螺旋桩沉桩试验结论相符合，据此优选出最佳结构的螺旋桩； 仿生曲面试验表明，尺寸较小的球冠突起型仿生曲面在一定压力作用下未能起到减粘降阻的作用，而尺寸较大的波纹型仿生曲面相对平板具有一定的减粘降阻作用； 以波纹型仿生曲面突起宽度、波纹型仿生曲面两突起之间间距、台车的牵引速度以及叶片表面垂直载荷为因素，以曲面摩擦系数试验指标进行正交试验，寻求出在一定试验条件下最佳因素水平组合；波纹型仿生曲面突起宽度在本试验条件下对曲面摩擦系数影响显著，而其它几个因素对曲面摩擦系数影响均不显著； 通过波纹型仿生曲面突起宽度和台车牵引速度的单因素试验，表明曲面摩擦系数随着仿生曲面突起宽度的增大而减小，而随着台车牵引速度的变化基本保持不变，和正交试验结果保持一致。 建立了波纹型仿生曲面与土壤的接触面积的水平投影的理论模型，表明接触面积的水平投影A随着波纹型仿生曲面突起宽度、两相邻突起间距的增大而减小，接触面积的水平投影与波纹型仿生曲面表面垂直载荷之比随着波纹型仿生曲面表面垂直载荷的增大而减小，进而得出仿生曲面摩擦系数随着波纹型仿生曲面突起宽度、两相邻突起间距以及表面垂直载荷的增大而减小； 利用ANSYS软件对平板与土壤的相互作用进行了有限元建模与分析，表明平板摩擦系数与土壤弹性模量关系不大，而随着表面垂直载荷的增大而减小；平板牵引过程中台车牵引力和仿生曲面控制节点垂直方向位移基本保持不变； 利用ANSYS软件对波纹型仿生曲面与土壤的相互作用进行了有限元建模与分析，表明波纹型仿生曲面系数在一定范围内基本不受土壤弹性模量的影响，随着波纹型仿生曲面突起宽度、两相邻突起间距以及表面垂直载荷的增大而减小，但在可信度为90％的前提下，三个因素影响都不显著； 首次将波纹型仿生曲面应用于与土壤作用方式以挤压为主的螺旋桩，形成仿生螺旋桩，并与普通螺旋桩进行了沉桩对比试验，表明波纹型仿生曲面应用于螺旋桩桩体表面具有明显的降阻作用。