采用室内模型试验和颗粒流(PFC2D)数值分析方法对砂土中的侧向受荷桩 性状进行了较为深入的研究。首先对侧向受荷载桩理论研究进行了系统归纳和 总结，并对最近的相关模型试验成果及数值分析研究进展进行了介绍，之后发 现绝大多数的研究都无例外的将焦点放在桩身上，而对桩周的土体则缺少应有 的关注。而实际上，桩的侧向受荷性状在很大程度上取决于桩周土体的变形破 坏特性，桩的侧向受荷过程是一个桩土相互作用过程，研究侧向受荷桩桩土相 互作用问题不能忽略土的一面。 本文即重点关注侧向荷载作用下桩与桩周土的变形破坏过程，在室内模型 试验中采用数字照相无标点变形量测系统来实现这一目的，结合桩身土压力、 桩顶荷载及桩顶位移的量测，研究了桩周土体的变形和破坏对侧向受荷桩性状 的影响。在试验的基础上，对二维颗粒流程序进行二次开发，借助颗粒流理论 在处理土与结构物的相互作用、大变形与破坏等方面的优势和能模拟砂土颗粒 细观特性等特点，模拟桩侧向受荷试验结果并对试验结果进行合理的延伸，进 一步揭示桩土相互作用过程中桩周土体所扮演的角色，从而更全面地理解桩土 相互作用机理。 根据桩基与桩周土体的相互作用，侧向受荷桩可分为两大类，即主动桩 (activive pile)和被动桩(passive pile)，本文围绕这两种类型的桩展开研究。 首先对砂土中受水平荷载作用的桩顶自由短桩(主动桩)进行了研究。给 出了桩顶荷载～位移关系，桩身位置随桩顶荷载的变化，桩身土压力分布及其 随桩顶荷载的变化等桩的侧向受荷性状，结合桩周土体位移分布与发展及破坏、 应力分布与发展等对相关的桩受荷性状进行了解释，从而对桩的受荷性状有了 更深的理解，给出了砂土中桩顶自由短桩侧向受荷情况下较完整的变形和破坏 模式及极限土压力分布模式。对相应情况下桩在水平面上的性状进行了研究， 从桩周土体变形的角度观测了双桩之间的相互作用，给出了桩间距对桩一土一 桩相互作用影响的变化规律。 被动桩是指承受土体水平位移的桩，为了对其性状进行研究，必需让土体 产生水平的位移。为了能较明确地知道土体水平位移的大小和分布范围，我们 设计采用千斤顶水平推移刚性挡墙的方法来使土体水平移动。因此首先研究了 无桩情况下的刚性挡墙问题，在模型试验过程中观测了刚性挡墙后土体位移与 破坏过程，分析了其对挡墙承载力的影响。并进一步计算了不同移动方式挡墙 后土压力的分布与发展规律，并与试验结果进行了对比。 在刚性挡墙后的土体中插入桩，由刚性挡墙产生水平的土体位移。给出了 挡墙荷载～位移关系，桩项位移对挡墙位移的响应规律等，研究了桩的插入对 砂土的加强效果与砂土密实度及桩的插入位置等的关系。这些结果与墙后桩周 土体的位移和破坏观测结果的对比表明，仍然是砂土的变形和破坏决定了桩的 受荷性状。此外，对平行荷载方向竖向剖面上的砂土破裂面随着其距离桩的远 近变化规律进行了研究；同时对单桩、不同间距的双桩桩周土体在水平面上的 变形进行了观测，讨论了它们与桩受荷性状的关系。 当墙高、桩长及桩一墙之间的距离发生变化是，桩的受荷载性状将发生显 著变化，本文在应用颗粒流模拟试验结果的基础上，对上述关系变化情形下的 桩身受荷性状进行了研究，获得了规律性的结果。此外还较详细的研究了被动 桩排单根桩之间土拱的产生及其影响因素。 关键词：侧向受荷桩 主动桩 被动桩 刚性挡墙 数字照相 无标点 位移 量测 模型试验 颗粒流模拟