膨胀土作为一种强亲水性的黏土,极易受到水文气象条件的影响而发生胀缩变形,极大地威胁着膨胀土地区建筑设施的安全。而桩基础在膨胀土地基中的应用可以有效的减少膨胀土胀缩变形带来的影响。由于膨胀土自身性质较为特殊,矿物含量较为复杂,难以定量分析黏粒含量对膨胀土膨胀性的影响,通过人工制备与膨胀土性质相仿的膨胀土相似材料混合物可以实现上述目的。此外,桩-膨胀土体系相互作用的受力、变形机理与其它桩-土体系有着明显的不同。因此,开展膨胀土相似材料混合物膨胀性的研究及膨胀土地基中的桩-土相互作用研究具有一定的应用价值与工程指导意义。本文在广泛查阅国内外有关文献的基础上,以室内基本物理力学试验、模型试验及ABAQUS有限元数值模拟为方法,进行了以下相关问题的研究:(1)通过室内基本物理力学试验,研究了不同质量配比下砂-膨润土-石膏模型试验相似材料混合物的一维侧限竖向膨胀应变。参考控制变量法,分析了石膏含量、膨润土含量、含水率及初始干密度对混合物膨胀应变的影响。并由正交试验、极差结果分析、方差结果验证确定了各因素对混合物膨胀应变率影响的主次关系,便于在膨胀土相似材料的研究中确定各因素各水平膨胀效果最佳的组合。为配制、研究不同膨胀性的膨胀土相似材料混合物提供了一定的参考。(2)基于膨胀土相似材料混合物的研究,选择了合适配比的膨胀土混合物,进行了膨胀土地基中桩-土相互作用模型试验研究。设计了加载桩与不加载桩,研究了加载过程中桩体的承载特性。并在加载完成后进行了浸水试验,分析了浸水后桩、土位移变化及桩体的受力特点。(3)以模型试验为基础,利用ABAQUS有限元数值模拟软件,建立了合适的桩土体系模型,对模型试验中桩基加载部分进行了数值模拟。分析了荷载作用下桩体Q-s曲线,桩身轴力分布,桩侧摩阻力变化特点等问题。并将数值模拟结果与模型试验实测值进行了对比,验证了两者在上述问题上基本规律的一致性,对存在的差异给出了一定的原因分析。基于数值模拟与试验实测结果的一致性,对模型试验中未进行的桩基极限承载力测试进行了数值模拟推测,根据得出Q-s曲线依据桩基检测规范给出了试验模型桩的极限承载力值。并通过改变桩长、桩径在荷载作用下得到的不同的Q-s曲线,对比分析得出桩长、桩径对桩基承载能力有一定的提升,但应考虑经济性与合理性。