我国软土地基分布较广,桩基在处理软土地基方面被证明非常有效,广泛应用于城市建设中。桩基础通过将荷载传递到深土层的方式来控制建筑物沉降变形、提高基础承载力、保障建筑物使用安全。现浇X形混凝土桩(以下称为XCC桩)是近年来发展起来的一种新型非圆截面异形桩,由重庆大学刘汉龙教授科研团队研发。与传统的圆形、方形桩相比,XCC桩的优势主要在于:通过增大桩侧摩阻力来提高桩基承载力,并充分发挥了桩身材料潜力。XCC桩施工时先通过静压沉管将X形截面钢模、X形活瓣桩靴贯入地基中形成X形空腔,然后在空腔中灌注混凝土并且振动拔管,混凝土充满X形空腔,形成XCC桩。虽然XCC桩为现浇混凝土桩,但是其静压沉管过程与静压桩压桩过程类似,成桩后土体固结及承载力变化发展也与静压桩相似,故可参照静压桩进行研究分析。为简化叙述,并与静压桩统一,本论文将XCC桩静压沉管阐述为“XCC桩贯入”,沉桩后土体固结阐述为“XCC桩固结”。XCC桩贯入过程中会使得桩周土体产生并且积累大量超孔压,在桩贯入阶段结束后,进入固结阶段,超孔压逐渐消散,桩周土体强度、有效应力增加,使得桩承载力会显著提高。因此,研究XCC桩贯入和固结全过程中孔压场和应力场的变化规律对预测、评估桩基长期承载力非常重要。本文采用“混合欧拉-拉格朗日”有限元大变形分析方法模拟桩在天然饱和黏土中贯入、固结过程及长期承载力变化特性,相应的内容如下:应用“混合欧拉-拉格朗日”有限元大变形分析方法重现桩在天然饱和黏土的贯入过程和固结消散过程,并将模拟分析得到的贯入阻力和孔压消散等结果与离心机试验数据进行对比,验证了该分析方法和数值模型的合理性、正确性。模拟分析XCC桩与圆桩贯入过程中桩周土体孔压和应力的分布情况及发展规律,并比较了圆桩数值模拟结果与理论解的差异。相对于圆桩,XCC桩贯入过程在桩周土体会引起更大的孔压影响范围和更大的剪应力区。对XCC桩和圆桩在固结阶段孔压场和应力场的变化进行了三维数值分析。结果发现:超孔压的消散速度与所在区域的初始孔压值相关,初始孔压值越高,其消散的速度也越快。距桩身大约10r的范围内的径向有效应力有了比较大的提高。径向有效应力增长幅度随着距桩身距离的增加而减少。对比研究了两组截面面积不同的XCC桩和圆桩,发现桩承载力变化具有显著的时效性。截面周长相差较大的等横截面积XCC桩比圆桩在承载力方面有非常明显的提升;当截面周长相差较较小时,承载力提高并不明显。表明在XCC桩设计时,单位面积的截面周长对桩后期承载力意义重大。