粉喷桩作为一种地基加固新技术,由于它噪声低、振动小、无污染、速度快、施工机械简单、施工效率高和造价相对较低等优点,广泛应用于基础工程的建设。由于复合地基增强体的存在,使复合地基承载和沉降机理更为复杂。随着水泥土桩的试验研究、理论分析和数值模拟等工作的开展,水泥土桩复合地基理论研究水平获得了很大的提高。但是,应当指出变形计算理论及方法远不如承载力计算理论研究的更深入、更成熟,特别是随着复合地基按沉降控制设计的思路的提出和应用,复合地基的沉降计算显得格外重要。在工程设计中,往往将应力场和位移场连续分布的复合地基人为地分为加固区和下卧层两部分,分别建立计算模型进行沉降计算,以二者之和作为复合地基的沉降。对于下卧层的沉降计算,可用基于Boussinesq解的分层总和法,需先确定下卧层土中附加应力的分布,不管是应力扩散法中扩散角的选取还是等效实体法中的加固区四周摩阻力的确定,都很不易,结果导致求得的下卧层沉降值不够精确；对于加固区的沉降计算,较多地采用应力修正法和复合模量法,二者都不适合计算桩土模量比较大、桩距较小的复合地基,并且桩土模量比越大,桩距越小,计算误差越大,按复合模量法计算得出的沉降值往往偏小。所以,将复合地基整体考虑,建立群桩复合地基三维非线性有限元模型进行数值模拟分析,综合各影响因素,分析其承载性状和沉降规律,进而改进复合地基的沉降计算方法,可以有效提高复合地基沉降的计算精度,从而服务于复合地基设计。基于上述研究背景,本文利用大型非线性有限元软件ADINA对天津新港地区一个具体基础工程的整个复合地基进行了数值模拟,建立桩-土分离模型和简化复合模型两种不同的地基模型,首先用桩-土分离模型分析了复合地基桩体模量、桩长、置换率以及褥垫层厚度和模量对地基沉降和桩土应力特性的影响,然后提出用复合地基等效模量来计算复合地基沉降的方法,即改变简化复合模型中加固区的模量,进行两种不同模型的数值计算和对比,使二者得到的荷载-沉降曲线趋于一致,进而确定等效模量值,分析复合地基等效模量与桩体模量、桩长和置换率的关系,并用软土含水量和水泥掺入比来表示桩体模量,再经过回归分析得到复合地基等效模量的经验公式,最后用该地区的某住宅地基为例进行了验证,可以指导复合地基设计。