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组合荷载作用下桩基承载问题在港口、桥梁、支挡建筑、高耸塔型建筑及近海钻采平台等工程中经常遇到。水平与竖向荷载组合作用下桩基的设计方法通常是将荷载竖向分力和水平分力分开计算,然后按照叠加原理计算桩身内力和位移,而这种简化方法仅适用于线弹性小变形情况,具有一定的局限性。有关水平与竖向荷载组合下桩基的研究主要采用理论研究及模型试验方法,其中前者不能考虑大变位下桩周土体反力的非线性、土体介质的连续性,而后者则很难模拟出真实的应力环境;有关水平与竖向荷载组合下桩基承载特性的研究内容主要集中在水平荷载如何影响竖向荷载桩或者竖向荷载如何影响水平荷载桩等问题上,就荷载倾角对桩基内力和变形的影响问题做的工作较少;有关水平与竖向荷载组合下桩基破坏包络线特性的分析仅局限在几个特殊荷载倾角(30°、45°、60°等),未能反映包络线的整体轮廓。本文在前人研究的基础上,利用有限差分FLAC3D软件就上述问题对水平与竖向荷载组合下均质粘土中大直径长桩进行了数值研究。论文主要成果包括以下几个方面:(1)采用双曲线本构模型对库伦剪切模型进行修正,并通过两个工程实例验证了修正算法的可行性。(2)随着荷载倾角的逐渐增加,桩的承载方式由竖向承载为主逐渐向水平承载为主转化,表现为桩顶沉降逐渐减小,桩顶水平位移逐渐增加;荷载倾角在0°~10°范围内变化时对桩顶沉降影响较小。随着荷载倾角的增大,桩身侧移、桩身最大弯矩与桩两侧最大合土压力均增大,而桩端阻力减小。(3)在本文极限承载力取值方法下,V-H荷载空间中桩基破坏包络线存在一特征屈服点,屈服点对应的荷载倾角为临界角θcr。当荷载倾角θ小于θcr时,桩基的竖向承载能力决定桩基稳定性;当荷载倾角θ大于θcr时,桩基的水平承载能力决定桩基稳定性;当荷载倾角θ在θcr附近变化时,桩基的稳定性由竖向和水平承载能力共同决定。本文所研究的工况θcr约为20°。Koumoto经验修正系数和Meyerhof包络线半经验公式均不能反映出包络线上的特征屈服点。加载路径对水平与竖向组合荷载下桩基破坏包络线影响不显著。