西北地区是我国黄土分布的主要区域,其中湿陷性黄土占西北地区黄土总面积的70%以上,随着国家对西北地区经济发展的高度重视,路网规划和基础设施建设是实现经济发展的第一步,由于西北地区特殊的地质结构,在基础设施建设中桩基础的使用越来越多。近年来由于大跨度曲线桥和特高压输电塔的建设日趋广泛,桩基不仅会受到竖向荷载的作用,还会在离心力、机车制动力、牵引力等作用下受到水平荷载的作用。总结国内外学者的研究,在水平荷载作用下对单桩竖向荷载传递机理及桩土相对位移的研究还很缺乏,需要更多的学者在这一领域展开研究。基于以上原因,本文开展了不同荷载工况和不同桩周土环境工况下水平荷载对湿陷性黄土地区桩基竖向荷载传递机理及极限承载力影响的试验研究,主要结论如下:(1)混凝土单桩在桩顶竖向荷载作用下,桩身轴力随着埋深总体上逐渐减小,在接近单桩底部时,桩身轴力趋于为零;在桩顶竖向荷载较小时,轴力沿埋深递减的速率较快,曲线的斜率较大;随着桩顶竖向荷载的不断增大,轴力沿埋深递减的速率逐渐减慢,曲线的斜率较小。(2)在浸水和未浸水两组工况下,随着水平荷载和含水率的增加,桩顶转角均相应的增加,但浸水组桩顶转角增加更快;在相同水平荷载作用下,随着桩顶竖向荷载的增加,浸水组和未浸水组桩顶转角均逐渐减小。(3)在浸水和未浸水两组工况下,桩顶沉降都随着竖向荷载的增加而逐渐增加,但浸水组沉降更快;桩顶作用同一竖向荷载时,未浸水和浸水两组工况下,单桩的桩顶沉降随着水平荷载的递增而逐渐增大。经过分析比较得出,水平荷载的存在降低了单桩竖向极限承载力。(4)在浸水和未浸水两组工况下,随着水平荷载的递增,桩身弯矩沿桩体埋深先增大到最大正弯矩,然后逐渐减小至零,继续随埋深增大到最大负弯矩,然后逐渐减小至零;浸水工况下,不同竖向荷载作用下桩身最大正弯矩的位置下移,桩身最大负弯矩的位置基本保持不变,相比于未浸水工况,浸水工况下桩身负弯矩随桩身埋深减小的速率降低。(5)在相同水平荷载作用下,浸水组和未浸水组两种工况下,桩身最大正弯矩的数值显著要比桩身最大负弯矩的数值大,表明水平荷载对桩身弯矩的影响主要分布在桩身中上部分,单桩的桩身弯矩主要由上半部分桩基承担,这在大直径灌注单桩桩基配筋设计时要加强桩身上端抵抗水平荷载的配筋率,对工程设计和施工具有重要意义。(6)同一桩身埋深处,在浸水和未浸水两组工况下,桩土相对位移随着水平荷载的递增而逐渐增大;在同一水平荷载作用下,桩土相对位移沿桩身埋深基本保持不变;浸水工况与未浸水工况相比较,桩土相对位移的增加速率减小了20%。(7)通过分析浸水和未浸水两种工况下单桩的水平荷载—位移关系曲线和水平荷载—位移梯度关系曲线,得出了不同竖向荷载作用下单桩的水平临界荷载、单桩的水平极限荷载、单桩的水平承载特征值。