近年来,具有机械自动化程度高、一机多用、机动灵活、钻孔效率高、环境污染小、地层适应性高等优点的旋挖桩基础已经成为电力、工业民用建筑、铁路公路等领域的重要选择,为了保证结构抵御各类地质灾害及自然灾害,可行且可靠的旋挖桩设计及施工关键技术是当前亟待解决的重要课题。目前关于旋挖桩设计的技术关键是单桩承载力及沉降计算,施工的技术关键是保证安全的前提下准确的控制嵌岩深度。在传统的工程设计过程中,通常认为桩土位移协调忽略了桩土之间接触界面引起的剪切滑移作用,而在施工过程中对嵌岩深度的确定往往是施工技术人员根据设计图纸进行经验判断。因此,无论是设计还是施工,简化的设计分析理论与经验支持的判定对工程安全与经济都造成了潜在的不利影响。为了在施工过程中可以准确识别地层信息,本文采用基于旋挖钻机实时工作参数来识别地层信息的比功法进行在线监测嵌岩深度。并基于有限元软件DIANA通过设置桩-土接触单元考虑剪切滑移,对旋挖嵌岩桩在竖向荷载作用下的旋挖桩性状进行研究。主要研究内容如下:(1)详细分析国内外关于桩土接触理论及嵌岩深度的发展现状,归纳总结旋挖桩基设计及施工监测中的关键问题,提出本论文的研究内容。(2)对比分析不同有限元软件模拟桩土相互作用的结果,并基于桩土相互作用三维理论模型对桩土接触面各相关参数对桩土相互作用的影响进行了研究。(3)利用非线性有限元软件DIANA建立旋挖桩三维力学模型,详细分析不同单一因素的关键参数对桩体力学响应变化规律,验证了有限元数值分析法的可行性与合理性。(4)通过对现场旋挖钻机的实时监测,将得到的基本工作参数转换为派生参数,建立比功模型,并利用SPSS对比功阈值优化得到不同地层保值率为95%以上的比功区间,该结果可作为旋挖桩施工期间实时监测嵌岩深度的支持依据。(5)基于依托工程,利用DIANA对旋挖桩的数值模拟研究桩体与土体的力学特性,并用有限元数值分析法确定最佳嵌岩深度与实时监测的比功值确定的嵌岩深度进行比对,结果一致,验证了该方法的准确性。本文的创新点如下:利用非线性有限元软件DIANA建立旋挖桩桩-土相互作用三维模型,以不同影响因素的各力学指标研究作用机理确定嵌岩深度。提出比功法进行旋挖钻机实时监测识别地层以判定入岩深度作为数值模拟分析的数据支持。