桩基础因其承载力高、抗震性好等优点被广泛应用于高层建筑、桥梁、公路等领域。桩-土接触面力学特性的研究是解决桩土相互作用问题的前提和基础,具有重要的理论研究和实际应用意义。本文采用离散元软件PFC模拟了接触面直剪试验和单桩抗压试验,从宏观和细观两个方面分析了桩-土接触面的力学性质,并研究了剪切带的形成机理及剪切带内、外微观变量的分布特征。所取得主要成果如下:（1）利用PFC软件建立了与室内试验相对应的接触面直剪试验模型,确定了细观参数的取值,模拟结果与室内试验结果拟合程度较高,表明所建模型能够较准确的反应桩与土之间的相互作用。（2）分析了颗粒的运动、孔隙率和配位数等细观变量的分布特征。结果表明,剪切作用对土体的影响区域最终会集中在接触面附近,从而形成一条剪切带,接触面附近颗粒的孔隙率明显变大、配位数显著降低;配位数的发展与其强度发展具有显著的相关性;剪切作用主要会引起颗粒之间的切向接触力变化。（3）研究了不同细观参数对接触面力学特性以及颗粒运动情况的影响。结果表明,随着桩摩擦系数的增加,接触面内摩擦角逐渐增大,黏聚力变化不大,颗粒位移逐渐增大;随着颗粒摩擦系数的增加,接触面内摩擦角和黏聚力均逐渐增大;随着孔隙率的增加接触面内摩擦角和黏聚力均逐渐减小,颗粒水平位移略有增加,竖向位移逐渐减小,体变由剪胀转变为剪缩;颗粒法向刚度增加,内摩擦角逐渐增大,黏聚力逐渐减小,颗粒水平位移变化不大,竖向位移逐渐增大。（4）通过对颗粒水平位移的分析,确定了接触面剪切带的厚度,并研究了不同细观参数对桩-土接触面剪切带形成与发展的影响。结果表明,法向应力和颗粒刚度对剪切带厚度影响不大,剪切带厚度约为5.6D₅₀;随着桩摩擦系数、颗粒摩擦系数以及土体孔隙率的增加剪切带厚度均逐渐增大。（5）分析了不同细观参数对剪切带内、外微观变量（孔隙率、配位数）的影响特征。结果表明,模型产生剪胀现象时,剪切带内土体孔隙率增加,配位数降低,剪切带外孔隙率和配位数变化不大;剪切带内、外临界孔隙率均随着法向应力增加逐渐降低,随着桩摩擦系数、颗粒摩擦系数以及颗粒刚度的增加逐渐增大;临界孔隙率不受模型初始孔隙率影响。（6）抗压桩模型中沉降达到1mm后侧摩阻力已基本保持稳定,此时继续增加的荷载主要由桩端阻力承担;剪切带的厚度约为6.9D₅₀-8.2D₅₀,与直剪试验中的结果基本吻合,剪切带区域内土体孔隙率增大。