本文以模型试验和数值模拟为基础，对传统复合地基及变刚度复合地基在竖向荷载作用下的力学性状进行分析研究，主要完成工作如下： 1.完成模型试验14组，对改变桩长和褥垫层厚度的单桩、群桩复合地基及变刚度复合地基在竖向荷载作用下的内力及变形进行了量测和记录，试验揭示了桩土相互作用、荷载传递过程、应力分布特点、沉降变形等规律。 2.利用ANSYS，系统地分析了不同桩长、桩径、桩体模量、加固区和下卧层土体模量、褥垫层厚度和模量等因素对复合地基力学性状的影响，对采用不同桩长的变刚度复合地基进行分析研究，为建立经验公式提供了必要数据。 3.针对群桩复合地基的差异沉降问题，进行了变刚度复合地基的必要性和方案研究。 4.提出了采用“桩体沉降法”来计算复合地基沉降的公式，该计算方法通过与模型试验结果和工程实测数据相比较，达到较高的精度，能直接应用于工程设计。在该沉降计算方法的基础上提出变刚度复合地基的沉降计算公式。 5.应用加权均值GM（1，1）模型对复合地基进行沉降预测，并与传统GM（1，1）模型相比较，具有更高的预测精度。