三峡工程建成蓄水后,由于库区水位正常调度需要,以及受干旱、汛期泄洪等情况的影响,水位骤降已成为库区码头建设、运营阶段不可回避的工况条件。本文依托“十二五”国家科技支撑计划课题“山区河流渠化河段港口码头建设关键技术研究”,基于重庆港主城港区果园二期工程实例及三峡库区实际水文地质条件,在现有桩基理论及前人研究成果的基础上,采取模型试验与数值模拟相结合的方式研究了库水骤降对内河框架码头桩基承载性状的影响,具体研究内容及成果包括:(1)依据相似理论对模型试验进行规划设计,确定模型比尺方案、模型布置方案、水位降速方案以及试验加载方案。通过单轴抗压试验、机械破碎及筛分试验、击实试验、直剪试验、三轴试验等土工试验,确定桩身材料力学参数、地基岩土体颗粒级配、压实指标以及抗剪强度参数。(2)通过对降水前后砂土地基、砂泥岩混合料地基中模型桩基进行静载试验研究,分析了降水前后不同地基土质中桩基承载性状,对比了砂土地基与砂泥岩混合料地基承载能力,研究了降水前后桩身轴力、弯矩以及侧摩阻力分布规律、桩-土荷载传递机理、桩侧与桩端岩土体荷载分担比例等内容。(3)通过对水位骤降过程中砂土地基、砂泥岩混合料地基中恒载条件下模型桩基进行观测,分析了水位骤降过程中桩基受力特性、桩-土差异性沉降等内容,具体研究了水位骤降过程中地基内部浸润线、桩周土与桩体沉降变化规律,探求了水位骤降过程中桩体不同区段受力特性、侧摩阻力发挥机制,得出了水位骤降过程中荷载传递规律以及中性点的位置与数量变化趋势。(4)基于PLAXIS 3D Foundation对模型试验进行数值模拟,并通过对果园二期码头岸坡进行了有限元分析,研究了不同水位降幅及水位降速条件下码头岸坡安全系数、岸坡潜在滑动区域变化趋势,桩基竖向最大位移与桩基横向最大位移、桩基竖向受力最大值与横向受力最大值变化规律及其出现的桩基位置。(5)通过对试验成果及数值模拟成果统筹分析,可以认为:当码头岸坡较缓或不考虑岸坡失稳破坏时,降水完成之后桩基承载能力将有一定程度的提高;码头桩基最危险阶段为库水骤降过程中,此时桩基所受不利因素主要为负摩阻力所造成的附加荷载以及可能发生的岸坡失稳破坏所导致的桩-土体系失效崩溃。