能量桩是一种新型的建筑节能技术,其利用桩身内置换热管实现和浅层地热能的热交换,在承担上部建筑荷载的同时可对建筑物升温或制冷。能量桩在实际运行过程中随运行模式的不同,桩体温度发生周期变化,其对桩基承载力和变形的影响尚不清楚。为保证桩基的安全,需要对相关问题进行深入研究。本文通过室内试验和数值模拟,对循环温度荷载作用下砂土地基能量桩工作特性进行研究,主要工作和结论如下:(1)采用室内模型槽试验,对不同桩顶荷载水平作用下的能量桩工作特性进行了研究。结果表明,桩顶荷载越大,温度循环后的残余沉降越大,极限荷载作用下3次循环后温度引起的附加沉降达到桩体直径的0.58%;桩顶无荷载情况下,温度循环结束后桩端压应力恢复初值,桩顶荷载较大时,温度循环结束后桩端压应力有所增长,桩端土体受到额外的压缩。(2)基于有限元软件ABAQUS对边界面模型进行了二次开发,并对文献试验数据进行了模拟验证,表明所开发的子程序能够较好的模拟砂土在单调和周期加载下体积剪胀剪缩特点和应力应变关系的非线性,可用于循环温度作用下的能量桩工作特性研究。(3)基于分步耦合的方法,考虑不同地基土和桩顶约束条件,采用边界面模型对能量桩的力学响应进行数值模拟。结果表明,桩顶自由情况下,温度循环结束后松砂和紧砂地基中桩顶沉降明显,再加载松砂和紧砂地基中单桩极限承载力分别下降了 13%和3%;桩顶固定时,随着循环次数的增加,桩顶反力不断减小,松砂地基中桩身有受拉破坏的风险,再加载松砂和紧砂地基中单桩极限承载力分别下降了 16%和3%。