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在高层建筑、桥梁、市政和港口等深基础工程中,常用的、最为经济的桩型之一是非挤土桩,如钻孔灌注桩。对于其他条件相同但成孔方式不同的钻孔灌注桩,其承载能力往往差异较大。其根本原因在于因钻孔方式不同导致桩土界面的接触特征相差较大。桩土界面特征,本文是指桩土接触界面的相对刚度、相对粗糙度、桩土接触面附近土的变形特征、桩周接触面附近土体剪切受荷后剪切带的形成、发展及表现出的剪胀、剪缩特性,以及桩径和土的初始应力水平等。本文主要针对砂土的剪切变形特征,尤其是处于临界状态时所表现出的剪胀或剪缩特性,在以往学者对土-结构面接触特性试验和本构模型研究的基础上,归纳、计算(应用所编制的计算程序)和分析了土-结构面接触特性对剪切变形的影响规律,并与其他文献的计算结果进行比较,验证了数值方法的正确性。该接触面剪切模型是一种薄层临界状态模型,薄层厚度即为剪切带宽度。然后将该接触面模型应用到非挤土桩中。在对传统的桩基承载计算的传递函数法进行修正的基础上,运用所编制的桩基修正的传递函数法计算程序,分析了考虑桩土界面接触特性对单桩承载性状的影响,揭示侧摩阻力的发挥与桩土相对位移的关系。使得桩基的承载和沉降计算能够考虑更多的实际因素,分析更接近于实际情况,从而使桩基承载性状的研究更趋于合理。主要研究成果如下:(1)本文采用的界面剪切模型虽然模型参数较多,但能够很好地描述土-结构界面的剪切特性,且能够较好地用于桩基承载性能的研究。(2)采用CNL和CNS两种数值试验,分析影响土-结构界面剪切特性的相关参数,得到:砂土的初始孔隙比越小、围压越小、接触面厚度越薄、法向刚度越小,剪切时的剪胀性越明显、剪缩性越弱、达到相变状态需要的体应变也越小;对于密砂而言,接触面越相对粗糙,峰值剪应力强度越大,应变软化现象越明显,而对于相对光滑接触面,砂土呈现的剪缩特性较强,其应变软化现象不明显。(3)桩土接触面越相对粗糙、桩周土体越密实,单桩的竖向承载力越大,桩的侧摩阻力沿深度分布所呈现的非线性越明显且峰值越大,同时桩侧摩阻力的发挥需要更大的桩土相对位移。(4)桩周土体因接触面相对粗糙度的不同,剪切时出现剪缩或先剪缩后剪胀现象,应力应变关系呈现出软化或硬化特性。