目前对桩基埋管换热器换热效率展开了大量的研究,而针对其在地源热泵系统供冷和制热过程中取热和放热所导致的温度变化对桩基受力情况产生的影响的研究却较少。桩基埋管换热器(又称能量桩)在作为土壤源热泵的末端换热装置的同时又须承担着常规桩基的功能。这就不仅要求其换热性能应满足空调供暖负荷需求,而且还要求其间歇交替取、放热过程中所引起的桩基应力变化不能危及上部建筑结构的稳定性。本文联合使用Comsol和Abaqus软件建立了并联双U型桩基埋管换热器的三维动态数值仿真模型,利用现场实验的实测结果验证了所建立模型和仿真结果的正确性;并对模拟结果进行分析给出了埋管出口水温、单位桩深换热量、沿桩身以及桩基内部的动态温度分布、轴力分布、桩周侧摩阻力变化值以及桩身位移状况。随后,进一步探究了五种不同流速、四种不同桩基长径比、不同桩周土壤类型、不同运行运停比情况下的双U型桩基埋管换热器的换热性能和力学特征以及三种不同埋管形式下桩基埋管换热器的换热性能和力学特征;最后,探究了桩顶约束对能量桩力学特征的影响,同时揭示了出口水温和单位桩深换热量等动态换热性能以及桩身轴力和桩顶位移等力学性能参数的时变特性。结果表明埋管形式和桩基长径比对桩基埋管换热器换热和力学性能的影响较显著,流速的影响较弱;长径比和流速越大,埋管的换热能力越大,但进、出口水温温差也越大,由温度变化所引起的附加桩身轴力、桩顶位移以及侧摩阻力也相应增大;间歇运行对于桩基周围土壤温度恢复有一定作用,运停时间比较大时桩基换热性能越好;桩顶荷载对桩身轴力影响较为显著,桩身轴力与桩顶荷载呈正相关关系,桩顶荷载越大,桩身位移零点位置越偏向桩顶处。