为了研究大气温度升高对于多年冻土区桩基承载力的影响，本书基于室内试验，展开模拟大气温度升高时多年冻土区单桩承载特性变化规律研究。研究内容主要有以下四方面内容：
（1）多年冻土区温度场、水分场及位移场对冻土桩的影响因素分析。通过对桩土体体系内部热传导计算方法的分析，利用数值模拟的方式对未来年份气温与地温进行模拟计算，得到未来年份气温变化总体趋势及地温对大气温度的影响机制，并对多年冻土中的水分进行竖向迁移和水平迁移两个方面进行讨论，掌握桩周土层水分迁移的规律，结合室内试验数据，分析桩周土体冻胀融沉现象的机理。
（2）冻土季节融化层深度增大下多年冻土区桩基承载力变化理论研究。本文从理论上对多年冻土区桩基进行受力分析，推导大气温度升高引起季节融化层深度增大下多年冻土区桩基桩身轴力、桩侧阻力、桩端阻力以及承载力的计算表达式，分析其变化规律，为后续试验研究提供理论参考。
（3）实现对大气温度升高的室内试验模拟。通过改变桩周土体融化层深度来模拟大气温度升高对桩周土体状态的影响，基于查拉坪特大桥16号桩地勘资料，采用Marc软件建立数值模型，设置地表温度变化边界条件，并以实测地温为初始温度场，模拟当年、50年、70年后桩侧土体温度场的变化，得出相应年份下季节融化层深度，并以计算得到的季节融化层深度反映当年、50年、70年后的桩周土土体状态，为模型试验工况提供分组依据。
（4）桩基承载性能变化规律分析。开展室内模型桩基静载试验，分析大气温度升高对桩基力学性能的影响。基于试验测得的桩身应变得到桩身轴力，由桩身轴力推导出桩侧阻力，利用桩端压力传感器得到桩端阻力，并绘制荷载-沉降曲线得到桩基承载力。通过分析桩身轴力、桩侧阻力、桩端阻力的变化，研究桩基承载力在大气温度升高影响下的变化规律。
研究方案的具体步骤如下：
（1）整理总结目前关于冻土区桩基承载性能的资料，对多年冻土区桩基分类并进行受力分析；
（2）分析冻土区桩土体系温度场、水分场及位移场作用的机理；
（3）推导大气温度升高引起季节融化层深度增大下多年冻土区桩基桩身轴力、桩侧阻力、桩端阻力以及承载力的计算公式，并研究其变化规律；
（4）基于查拉坪特大桥16号桩地勘资料，采用Marc软件建立数值模型，设置地表温度变化边界条件，针对不同地层输入相应热物理参数，并以实测地温为初始温度场，模拟该地层未来70年内的土体温度场变化；(www.xing528.com)
（5）根据模拟温度场变化状态，比较分析当年、50年、70年时的地温曲线，得出相应年份下季节融化层深度；并以计算得到的季节融化层深度反映当年、50年、70年后的桩周土土体状态；
（6）基于相似原理，开展室内桩基模型静载试验，以桩周土体融化深度为依据进行工况划分，完成模型桩制作、桩周填土、传感器布置（包括温度、压力、位移传感器）以及在各工况下的桩基加载过程；
（7）基于试验测得桩周各处土体的含水量，分析桩周竖向及水平向水分迁移的规律；
（8）分析在桩周土层不同融化深度下，桩周土体的冻胀融沉特性及冻融过程中桩周土体的未冻水含量的变化。
（9）基于试验测得桩身应变并换算得到桩身轴力，分析大气温度升高对桩身轴力的影响规律；
（10）利用桩身轴力推导得出桩侧阻力，分析大气温度升高对桩侧阻力的影响规律；
（11）利用压力传感器得到桩端阻力，分析大气温度升高对桩端阻力的影响规律；
（12）绘制荷载-沉降曲线得到桩基承载力，研究桩基承载力在大气温度升高影响下的变化规律。
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