随着三峡水库正常运行以来,全国各地区的水利工程建设也不断兴起。水利建设对该地区周围的水岩环境以及相应的地质构造都有着重大的影响。各地区水利工程的正常运行,使得上下游地区的岩土体受到水位变化而呈现出周期性的浸泡和风干。这种周期性的水岩循环作用将对岩/土体的物理、化学以及力学性质产生不可恢复的影响。常常也是诱发边坡失稳、路基沉降以及港口区域桩基承载力下降的主要因素之一。为了弄清水位周期性变化对岩石产生力学性质的影响规律以及在此情况下嵌岩桩的承载特性变化规律。本文依托于交通部运用基础项目,采用重庆果园港地区的砂岩作为实验材料进行“浸泡—风干”实验,以模拟岩石处于自然状态下的特征变化。在室内通过测定岩石吸水率、三轴试验和劈裂试验来确定岩石受到水位变化影响下吸水率和力学参数变化规律,并以此为基础进行研究分析水岩循环作用对嵌岩桩竖向承载特性的影响规律。并根据研究的成果对实际工程的施工和设计提供一定的建设依据。针对上述研究思路,本文主要通过试验和数值模拟结合的方式进行研究。首先对采集的岩石试件编号和水岩循环处理,再将处理过岩石进行吸水率测定和相关的力学实验。分析实验中获得的力学参数和应力—应变曲线变化规律,以此建立砂岩在水循环作用下的本构模型关系。将得到的本构关系进行数值模拟计算,对水位变动区嵌岩桩在不同情况的受力特征进行了系统全面的分析和总结。本文主要阐述以下四个方面的内容。(1)对通过水岩循环作用过的砂岩试件进行吸水性测定和三轴、劈裂力学实验。对测试的吸水率、力学参数采用对数函数关系来表述岩石各参数与水循环周期次数的关系。从分析结果可知,随着水循环周期的增大,岩石的内摩擦角φ,粘聚力c、弹性模量E等力学参数都有明显的降低。由此可知砂岩在水循环作用下产生了劣化。(2)通过假定该试验砂岩的微元强度分布符合Weibull分布,运用该分布来描述岩石力学强度分布特征。以摩尔库伦强度准则为基础,建立起水岩循环作用下岩石的本构关系,经过验证该模型能够很好的模拟试实验结果。(3)通过有限元建模计算不同桩径、不同嵌岩深度在水循环作用下的嵌岩桩的承载能力,将得到的结果进行比较分析。得出水循环作用对嵌岩桩的极限承载力Q、桩侧摩阻力τ、桩身轴力FN以及桩端阻力承担比Qb/Q的影响变化规律。(4)分析实际工程中的其他影响因素,如沉渣。将计算结论与实际工程中的问题进行分析,建议在水位变化较大的地区的嵌岩桩设计中,应该注重水岩作用对嵌岩桩承载力的影响。