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劲性复合桩是一种由散体桩、柔性桩和刚性桩中的两种或三种复合而成的新桩型,成本低廉而承载力高,应用广泛。目前国内外对该桩型承载特性的研究并不完善。本文以水泥土搅拌桩与预应力管桩组成的劲性复合桩为研究对象,以实际工程为依托,采用室内试验、理论分析和数值模拟相结合的方法,对该复合地基承载特性进行研究,主要成果如下:1、通过室内直剪试验和室内模型试验研究了混凝土—水泥土界面特性。结果表明,该界面抗剪强度小于水泥土抗剪强度;破坏模式随水泥土强度的提高由塑性破坏转为脆性破坏;界面剪切强度与法向应力符合库伦定律;界面黏聚力与水泥土强度在一定范围内符合线性函数,但界面摩擦角与水泥土无侧限抗压强度之间的相关度不密切;界面剪切强度约为水泥土无侧限抗压强度0.188倍;C80和C60混凝土与水泥土的界面特性类似。2、通过室内无侧限压缩试验研究了挤密效应对水泥土的影响。结果表明,在淤泥中,水泥土的密度对强度和模量的影响不明显;在粉土中,水泥土的强度和模量随密度的增加而增加。在淤泥或粉土中,水泥土的峰值应变都随密度增加而略有减小。3、劲性复合桩有短芯桩、等芯桩和长芯桩三类。结合理论分析和实际工程,对其破坏模式和单桩竖向承载力计算方法进行了研究。短芯桩的破坏模式是整体下沉、复合段横截面破坏、芯桩刺入或非复合段横截面破坏;等芯桩和长芯桩的破坏模式是整体下沉、复合段横截面破坏或芯桩刺入。芯桩在施工过程中存在挤土效应,使复合段桩土界面的侧摩阻力提高,但15倍水泥土桩直径以下不考虑该效应。据此提出基于破坏模式的单桩竖向承载力计算公式和桩型优化方法,并分别用三个相应桩型的实际工程对该公式进行了验证。4、结合有限元模拟和实际工程,对劲性复合桩的单桩水平承载特点进行分析。该桩在水平荷载下的受力特性,与钢筋混凝土预制桩的受力特性类似,据此提出修正m法的单桩水平承载力计算公式,并根据工程实例反算出m值的范围。