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地面沉降是指受自然或人为因素作用，地表水平面发生降低的现象，地面沉降对既有建、构筑物产生诸多不利影响。本文通过室内模拟试验、理论分析和有限元数值模拟研究了软土地面沉降区段的桩基性能。主要研究内容与成果如下：
1．桩土界面的环剪试验研究利用环剪仪进行桩土界面的模拟试验，针对地下水位下降地基土失水形成非饱和区域，进行不同含水率土样和混凝土、钢板界面在不同法向应力下的环剪试验，获得了桩土界面的剪力-位移曲线和抗剪强度指标。试验结果发现：界面的力学效应呈现非线性，相同法向应力水平下，土和混凝土界面的剪力随着相对剪位移增大而增大，当达到某一极限值，界面发生塑性滑移，剪力趋于稳定，桩土界面达到极限抗剪强度的相对剪位移量只有1～2毫米，即桩土界面的荷载传递特性对相对剪切位移十分敏感;土和混凝土界面的剪力-位移曲线呈现非线性弹塑性，其中在低含水率条件下，存在较明显的应变软化。土和钢板界面的剪力-位移关系基本上呈现理想弹塑性；桩土界面的抗剪强度随法向应力增大而增大，符合Mohr-Coulomb准则，含水率对界面抗剪强度的影响为：随着含水率的增加，界面的摩擦系数有所减小，但粘聚力受含水率影响不大。
2．软土地基单桩沉降计算研究分析了软土地区桩基的承载特性，假设桩土界面极限抗剪强度随深度递增，用理想弹塑性模型作为桩土界面的荷载传递函数，桩端土采用双曲线模型，根据剪切位移法导出了考虑桩土滑移的单桩沉降解析表达式。
3．地面沉降区桩基性能研究由于桩土界面荷载传递特性与相对剪切位移具有敏感关联性，当地下水位下降时，地基土非饱和沉降量对桩基性能的影响不容忽视。开展了软土的收缩试验，基于试验结果，将孔隙比和含水率的关系曲线作线性简化，结合单相流假设和Fredlund弹性本构方程，提出了可以反应饱和区和非饱和区沉降的数学模型，计算了地下水位不同降深的地面沉降量，采用考虑桩土滑移的单桩沉降计算方法，分析了降水沉降作用下桩基Q-s曲线、侧摩阻力的变化规律，且讨论了地面沉降区地裂缝发育对既有桩基的影响。
地下水位下降，部分地基土变为非饱和状态，桩土界面抗剪强度可能会有一定的提高，而该区域由于降水沉降的作用，发生反向剪切，使桩体产生负摩阻力，因此，界面强度的增大未能使既有桩基承载力得到提高，但对于桩顶预先无施加荷载的情况，如果不考虑附加沉降，水位下降引起界面强度的提高可能对桩基础是有利的。
4．降水沉降对桩基影响的数值模拟研究最后，通过Abaqus软件数值模拟地下水位下降桩基础的承载特性，揭示桩侧负摩阻力的发展规律，并对不同水位降桩身下曳荷载进行了分析计算。