随着我国经济的迅速发展以及对交通能源需求的不断扩大,近年来,立交桥、跨海大桥、海上平台和风力发电塔等大型基础建设规模正在不断扩大。桩基础因其承载力高,沉降量小而均匀,稳定性高,适用性强,施工方便等优点在这些结构物中被广泛使用。在复杂的受力环境中,这些结构物除了受到自身重力和上部结构荷载之外,还会受到风荷载、波浪荷载以及高速行驶的车辆和船舶的影响,使桩基础受到扭转力作用。若是工程实际中的桩基础抗扭转设计不当或是忽略这类扭矩荷载,会影响到基础的安全性和适用性,从而带来灾难性的后果。并且,与其他形式受力相比,扭转更容易导致桩身破坏。因此,对桩基础在扭转荷载作用下的反应特性研究就显得尤为重要。为此,本文在前人已有的研究工作和成果的基础上,对承受扭矩荷载的单桩的内力和扭转变形的计算进行了研究和分析,主要工作如下:首先,为获得扭矩作用下基桩内力及扭转变形,采用非线性土弹簧模拟桩土间的相互作用,建立了单桩受扭的简化计算模型。通过将桩身离散成若干单元,计算得到桩土体系的总能量计算式,考虑桩身力平衡和扭转位移连续条件,基于最小势能原理,建立了用于受扭单桩变形计算的非线性规划模型,并采用最优化计算方法求解该计算模型,获得了单桩的扭转变形。通过在双层地基中的受扭计算分析,验证了该方法在层状地基中的适用性;将基于一模型试验的计算结果与试验结果进行对比分析,进一步验证了本文方法的正确性。其次,在上述研究的基础上,改进计算模型,建立了推扭联合受荷桩的简化计算模型。通过将桩身离散成若干单元,同时考虑桩身位移连续条件,基于最小势能原理,建立了用于推扭联合受荷桩受力变形计算的非线性规划模型,并利用最优化计算方法求解该模型。通过一算例计算验证了该方法的可行性。并且,结合一工程实例,用MATLAB编制相应计算程序,在此基础上探讨了桩身弹性模量、桩径、桩身长径比等因素对推扭联合受荷桩受力变形的影响规律。最后,基于ABAQUS有限元软件,以一模型试验为原型,建立了用于单桩受扭分析的数值计算模型,并将数值计算结果与模型试验结果进行对比,验证所建模型的正确性,同时通过改变模型中桩土接触面的摩擦系数,分析其对受扭桩的影响规律,并获得相应的结论。