为研究季节性冻土区扩底桩锚固特性,采用决定系数对水-热-力耦合模型的合理性进行评价,对比分析单向冻结条件下扩底桩和直桩的冻拔变形、切向冻胀力、锚固力和锚固因子.结果表明,模型计算得到的冻拔量及冻结深度规律与试验数据基本一致,验证了模型的正确性和可靠性.冻结过程中,扩大头所产生的最大锚固力较直桩相同部位所产生的最大摩阻力提升140%.为衡量扩底桩锚固性能,将扩大头的锚固力与切向冻胀力的比值定义为抗冻拔锚固因子,扩底桩锚固因子随冻结深度的变化规律近似于指数分布,直桩锚固因子呈线性变化.
为研究季节性冻土区扩底桩锚固特性,采用决定系数对水-热-力耦合模型的合理性进行评价,对比分析单向冻结条件下扩底桩和直桩的冻拔变形、切向冻胀力、锚固力和锚固因子.结果表明,模型计算得到的冻拔量及冻结深度规律与试验数据基本一致,验证了模型的正确性和可靠性.冻结过程中,扩大头所产生的最大锚固力较直桩相同部位所产生的最大摩阻力提升140%.为衡量扩底桩锚固性能,将扩大头的锚固力与切向冻胀力的比值定义为抗冻拔锚固因子,扩底桩锚固因子随冻结深度的变化规律近似于指数分布,直桩锚固因子呈线性变化.
冻土–桩基接触界面的剪切力学行为是冻土区桩基冻拔计算模型建立的重要依据。开展一系列不同界面冰膜厚度的冻结砂土–混凝土负温直剪试验，分析冰膜厚度对界面剪切力学变形特性的影响，结合多元回归方法建立多因素影响的三折线剪切本构模型。基于剪切位移法，引入三折线剪切本构模型，构建季节性冻土地基单向冻结过程中单桩冻拔效应的理论计算模型，并进行算例分析。研究表明：冰膜厚度对界面的剪切行为影响显著，峰值剪切强度及残余剪切强度与冰膜厚度的关系可近似为双曲线函数关系；构建的剪切本构模型可较好地反映界面温度、法向应力及冰膜厚度对冻土–混凝土界面剪切行为的影响；桩周土体冻结过程中部分桩土界面会产生滑移，切向冻胀力的峰值位置随冻深的发展而下移；冰膜厚度对桩基的冻拔效应影响显著，冻拔力随冻胀率的增大并非呈线性增大，主要受桩土界面剪切强度的影响。
冻土–桩基接触界面的剪切力学行为是冻土区桩基冻拔计算模型建立的重要依据。开展一系列不同界面冰膜厚度的冻结砂土–混凝土负温直剪试验，分析冰膜厚度对界面剪切力学变形特性的影响，结合多元回归方法建立多因素影响的三折线剪切本构模型。基于剪切位移法，引入三折线剪切本构模型，构建季节性冻土地基单向冻结过程中单桩冻拔效应的理论计算模型，并进行算例分析。研究表明：冰膜厚度对界面的剪切行为影响显著，峰值剪切强度及残余剪切强度与冰膜厚度的关系可近似为双曲线函数关系；构建的剪切本构模型可较好地反映界面温度、法向应力及冰膜厚度对冻土–混凝土界面剪切行为的影响；桩周土体冻结过程中部分桩土界面会产生滑移，切向冻胀力的峰值位置随冻深的发展而下移；冰膜厚度对桩基的冻拔效应影响显著，冻拔力随冻胀率的增大并非呈线性增大，主要受桩土界面剪切强度的影响。
为研究多年冻土地基冻结过程中桩基础的冻拔效应，基于桩周土的冻胀变形及桩土之间的变形协调关系，结合剪切位移法构建了一种考虑桩土界面相对滑移效应的单桩冻拔荷载传递的理论模型.采用有限差分法，通过MATLAB编程对桩基受力微分方程求解，获得了冻拔力的发展规律，并采用现场试验与有限元数值模拟验证了模型的合理性.接着分析了冻胀率、桩土界面本构参数及桩长对桩基冻拔响应的影响.研究表明：冻结过程桩身轴力逐渐增大，冻深附近出现轴力峰值，部分桩土界面会产生滑移；冻至最大冻深2.3 m时桩身轴力达到最大值690.3 kN,滑移段长度约为0.65倍冻深；冻拔力随土体冻胀率的增大并非呈线性增大，主要受桩土界面峰值剪切强度与残余强度的影响；桩长越长，抗冻拔效果越好.
为研究多年冻土地基冻结过程中桩基础的冻拔效应，基于桩周土的冻胀变形及桩土之间的变形协调关系，结合剪切位移法构建了一种考虑桩土界面相对滑移效应的单桩冻拔荷载传递的理论模型.采用有限差分法，通过MATLAB编程对桩基受力微分方程求解，获得了冻拔力的发展规律，并采用现场试验与有限元数值模拟验证了模型的合理性.接着分析了冻胀率、桩土界面本构参数及桩长对桩基冻拔响应的影响.研究表明：冻结过程桩身轴力逐渐增大，冻深附近出现轴力峰值，部分桩土界面会产生滑移；冻至最大冻深2.3 m时桩身轴力达到最大值690.3 kN,滑移段长度约为0.65倍冻深；冻拔力随土体冻胀率的增大并非呈线性增大，主要受桩土界面峰值剪切强度与残余强度的影响；桩长越长，抗冻拔效果越好.
为研究多年冻土地基冻结过程中桩基础的冻拔效应，基于桩周土的冻胀变形及桩土之间的变形协调关系，结合剪切位移法构建了一种考虑桩土界面相对滑移效应的单桩冻拔荷载传递的理论模型.采用有限差分法，通过MATLAB编程对桩基受力微分方程求解，获得了冻拔力的发展规律，并采用现场试验与有限元数值模拟验证了模型的合理性.接着分析了冻胀率、桩土界面本构参数及桩长对桩基冻拔响应的影响.研究表明：冻结过程桩身轴力逐渐增大，冻深附近出现轴力峰值，部分桩土界面会产生滑移；冻至最大冻深2.3 m时桩身轴力达到最大值690.3 kN,滑移段长度约为0.65倍冻深；冻拔力随土体冻胀率的增大并非呈线性增大，主要受桩土界面峰值剪切强度与残余强度的影响；桩长越长，抗冻拔效果越好.
为研究多年冻土地基冻结过程中桩基础的冻拔效应，基于桩周土的冻胀变形及桩土之间的变形协调关系，结合剪切位移法构建了一种考虑桩土界面相对滑移效应的单桩冻拔荷载传递的理论模型.采用有限差分法，通过MATLAB编程对桩基受力微分方程求解，获得了冻拔力的发展规律，并采用现场试验与有限元数值模拟验证了模型的合理性.接着分析了冻胀率、桩土界面本构参数及桩长对桩基冻拔响应的影响.研究表明：冻结过程桩身轴力逐渐增大，冻深附近出现轴力峰值，部分桩土界面会产生滑移；冻至最大冻深2.3 m时桩身轴力达到最大值690.3 kN,滑移段长度约为0.65倍冻深；冻拔力随土体冻胀率的增大并非呈线性增大，主要受桩土界面峰值剪切强度与残余强度的影响；桩长越长，抗冻拔效果越好.
为研究多年冻土地基冻结过程中桩基础的冻拔效应，基于桩周土的冻胀变形及桩土之间的变形协调关系，结合剪切位移法构建了一种考虑桩土界面相对滑移效应的单桩冻拔荷载传递的理论模型.采用有限差分法，通过MATLAB编程对桩基受力微分方程求解，获得了冻拔力的发展规律，并采用现场试验与有限元数值模拟验证了模型的合理性.接着分析了冻胀率、桩土界面本构参数及桩长对桩基冻拔响应的影响.研究表明：冻结过程桩身轴力逐渐增大，冻深附近出现轴力峰值，部分桩土界面会产生滑移；冻至最大冻深2.3 m时桩身轴力达到最大值690.3 kN,滑移段长度约为0.65倍冻深；冻拔力随土体冻胀率的增大并非呈线性增大，主要受桩土界面峰值剪切强度与残余强度的影响；桩长越长，抗冻拔效果越好.
冻拔破坏是冻土区输电线工程中桩基础的普遍破坏形式之一，使用具有抗拔特性的桩是防治桩冻拔破坏的常用手段，其中锥形桩、螺旋桩应用较为广泛。锥形桩具有上小下大的结构形式，螺旋桩通过叶片改变桩-土作用方式，均可提高基桩的抗拔能力。本研究从桩型这一角度出发，从实验、理论、工程应用等方面对国内外研究成果进行系统总结。根据桩型的特点尝试提出改进思路，以期为寒区桩基的长期使用提供技术支撑。