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负摩阻力桩的桩—土相互作用十分复杂。尽管国内外对这个问题的研究持续了约七十年,但许多问题还有待进一步的研究。在国内外负摩阻力研究的基础上,结合湖南省自然科学基金课题(项目号03JTY1008)和湖南省建设厅科研课题(项目号200407)的研究,开展了本文的研究工作。通过理论分析、现场试验和数值模拟分析相结合的方法进行研究,对桩的负摩阻力有了更全面和深入的认识,主要研究工作包括以下几个方面:1.分析桩基负摩阻力发生的实际加载过程,将加载次序分为桩顶荷载施加之后再施加负摩阻力和施加负摩阻力之后再施加桩顶荷载两种工况。在此基础上,首次提出考虑桩顶荷载及加载次序的负摩阻力桩的剪切荷载传递分析的解析方法。通过与有限元分析结果的对比,证明考虑加载次序的分析在理论上是可靠的,也是可行的。2.无论是本文的解析分析方法结果,还是现场试验和有限元分析结果均得到了桩的负摩阻力随着桩顶荷载和土体固结时间变化的规律:①无桩顶荷载作用时沉降最小、中性点位置最低的,下拽力最大。有桩顶荷载作用时,沉降明显增加、中性点的位置明显上升,下拽力减小。而且随着桩顶荷载的增加,这些指标的差距加大。②在土体固结初期,有桩顶荷载桩的中性点位置呈现由浅到深的变化,无荷载桩的中性点由较深的位置向较浅的位置变化。与无桩顶荷载时比较,桩顶荷载的作用推迟了负摩阻力出现的时间。3.通过有限元分析,对影响负摩阻力桩特性的加载次序、桩身材料弹性模量等因素做了进一步分析研究。同时还对端承桩的负摩阻力特性进行了研究,得到了一些负摩阻力桩基的荷载传递规律:①不同的加载次序会带来不同的结果,负摩阻力先出现时,中性点的位置比较低,桩基沉降比较小。这种差距随着桩顶荷载的增加而加大。负摩阻力先出现时,下拽力小于桩项荷载先施加的情况,这种差距随着桩顶荷载的增加而增大。②桩身材料的弹性模量也是影响负摩阻力特性的重要因素。桩体材料弹性模量存在一个临界值,当桩体材料模量大于此值时,负摩阻力特性与常规桩相同。桩体材料模量小于此值时,桩身压缩变形增大,桩顶位移和桩端位移会有很明显得差异,会造成中性点位置上移,桩身中最大附加应力降低。③桩顶荷载的作用同样会使得端承桩的负摩阻力特性改变,而不是以往认为的基本不变。与无桩顶荷载时相比,荷载的作用使得端承桩的沉降增加、下拽力减小、中性点位置上升。随着荷载的增加,负摩阻力特性的差距就越大。4.采用有限元法分析了复合地基中加固桩体在地下水位下降后的负摩阻力特性。地下水位下降后,复合地基中加固桩体的负摩阻力比降水前明显增大,加固桩体和基础沉降增大,加固桩体的轴力增加,桩-土应力比提高。在地下水位下降条件下,带褥垫层复合地基和无褥垫层复合地基均表现相似的变化。在复合地基中,地下水位下降引起的加固桩体中负摩阻力的不利影响比正常使用时负摩阻力的影响大得多。