在冻土地区由于地基土的冻胀和融沉现象而导致建、构筑物破坏,预防和减小这类冻害的发生一直是工程界的难题。螺旋桩作为近几十年来在国内外大力推广的新型桩型,已经在很多工程中得到了应用。由于螺旋桩在非冻土区的抵抗较大上拔力的工程中已经成功应用,因此,探讨螺旋桩在季节冻土区和多年冻土区用于防治冻土的冻胀、融沉等冻害的可行性是非常有意义的。为此,本文应用有限元方法研究螺旋桩在季节性冻土场地的抗拔机理,分析了螺旋桩在冻拔作用下位移变化规律、桩身受力性能、桩周土变形特征、螺旋桩几何参数对其抗冻拔性能的影响规律。本文包括如下的主要研究内容:首先,对比螺旋桩与普通直线型桩的抗冻拔性能。为了分析螺旋桩的抗冻拔性能优势,模拟了同等条件下的直线型桩进行对比,结果显示螺旋桩的抗拔性能高于直线型桩。同时对螺旋桩桩身受力、桩周土的变化规律和影响范围进行分析,确定其冻拔作用下的受力机理。其次,利用ABAQUS分析软件,系统研究了螺旋桩几何参数对其冻拔性能的影响。结果表明,螺距的大小直接影响着桩土间的破坏模式。在外径相等的条件下,螺旋桩的内外径比也是其抗拔能力的重要影响因素。最后,根据迈耶霍夫深基础理论,得到了螺旋桩在冻拔作用下桩土产生不同破坏状态的螺距分界值,该结果与数值模拟方法所得结果基本吻合。确定了螺旋桩抗冻拔承载力公式。