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螺旋桩具有安装快速、施工噪音低以及承载性能优越的优点,是具有很大推广前景的深水海上风机基础形式。作为海上风机基础的螺旋桩,需要抵御作用于风机的海上风、浪、流等荷载作用,螺旋桩水平承载力是其工程应用及设计中的关键。本文建立了黏土中正常使用极限状态下刚性、刚柔性螺旋桩水平承载有限元模型,分析了水平荷载作用下螺旋桩水平承载力、破坏模式及桩身变形模式,并对影响螺旋桩水平承载力、破坏模式及桩身变形模式的影响因素进行分析,主要结论如下:(1)通过刚性螺旋桩水平受荷数值模拟,得到不同桩径、叶片直径、叶片埋深的泥面处归一化荷载-位移曲线,结果表明桩径、叶片直径、叶片埋深都会影响刚性螺旋桩水平承载力。桩径越大,刚性螺旋桩水平承载力越大,桩径与螺旋桩水平承载力之间近似呈线性关系,桩径为3 m的螺旋桩水平承载力比桩径为1.5 m的螺旋桩水平承载力增加了79%;刚性螺旋桩水平承载力随叶片直径增加而线性增大,叶片直径为5倍桩径的刚性螺旋桩水平承载力比叶片直径为2倍桩径的螺旋桩水平承载力增大了75%;刚性螺旋桩水平承载力随叶片埋深先增大后减小,叶片埋深与螺旋桩水平承载力之间呈非线性关系。(2)数值模拟分析了桩身直径、叶片直径、叶片埋深对刚柔性螺旋桩水平承载力的影响。桩径越大,刚柔性螺旋桩水平承载力越大,桩径为0.95 m的刚柔性螺旋桩水平承载力比桩径为0.65 m的螺旋桩水平承载力增大了435%;叶片直径越大,刚柔性螺旋桩水平承载力越大,叶片直径为5倍桩径的螺旋桩水平承载力比叶片直径为2倍桩径的螺旋桩水平承载力增大了33%;桩径、叶片直径均与刚柔性螺旋桩水平承载力近似呈线性关系,叶片埋深与刚柔性螺旋桩水平承载力之间呈非线性关系,随叶片埋深增加,螺旋桩水平承载力先近似保持不变,然后随叶片埋深增加而减小。(3)基于桩身直径、叶片直径、叶片埋深对刚性和刚柔性螺旋桩水平承载力的影响,提出了预测刚性和刚柔性螺旋桩水平承载力的计算方法。(4)本文提出的刚性、刚柔性螺旋桩水平承载力计算方法,能够较为准确地预测正常使用极限状态下黏土中螺旋桩水平承载力。