在竖向荷载V与水平荷载H共同作用下桩基础的承载机理较为复杂,若按小变形迭加原理且不考虑竖向荷载V与水平荷载H之间相互影响的桩基设计方法,与桩基实际作用机理不符。因此,笔者对V-H联合作用下扩底桩的承载特性进行了深入研究,为扩底桩基础设计、施工等提供可靠的依据。本文在淮南市某小区扩底灌注现场静载荷试验及桩基础设计方案的基础上,利用非线性三维ABAQUS有限元软件对单方向荷载、组合荷载作用下大直径扩底桩的承载性状进行研究,主要研究成果如下:(1)基于现场地质勘探报告与基桩静载荷试验结果,对有限元模型参数进行反演分析调整,得到的数值模拟结果与现场试验结果吻合度较高,佐证了本文所建模型合理、可行。(2)通过改变土体弹性模量、摩擦系数、扩底直径、扩底高度及桩顶自由段长度等影响因素,研究单方向受荷的大直径扩底桩的承载特性。结果表明:桩周土体弹性模量处于较低水平增大时,桩基水平极限承载力的增长率显著高于竖向极限承载力的增长率,而桩周土体弹性模量处于较高水平增大时,桩基水平极限承载力的增长率逐渐小于竖向极限承载力的增长率;桩基竖向极限承载力受扩底高度与扩底直径的增大而增大,但后者的影响程度显著高于前者,两者对水平极限承载力几乎无影响。(3)倾斜荷载作用下扩底桩承载力包络线可拟合为中心在坐标轴第一象限中的椭圆的一部分,即椭圆的长、短轴均小于单方向受荷扩底桩的竖向、水平极限荷载值。在前人研究基础上,对扩底桩极限倾斜承载力进行估算并与本文数值模拟结果对比发现:Meyerhof半经验公式计算结果过于保守;Koumoto倾斜因子修正结果在荷载倾角θ≤30°时,不能准确表示包络线上的屈服点;李尚飞倾斜因子修正结果在荷载倾角θ>30°时,不能准确表示包络线上的屈服点,且相对误差随荷载倾角θ的增大逐渐增大。(4)在扩底桩顶面中心处施加成比例的倾斜荷载n=V/H,在竖向荷载V影响下,水平承载力H与荷载比n成四次函数关系;在水平荷载H的影响下,竖向承载力V与荷载比倒数1/n成二次函数关系。(5)在扩底桩顶面中心处预先施加竖向荷载,单桩的水平极限承载力得以提高,且预先施加的竖向荷载使桩基顶面向下4m范围内的桩身侧移有所降低;在扩底桩顶面中心处预先施加较大的水平荷载时,单桩的竖向极限承载力有一定的提高,桩身产生P-△效应,桩顶侧移量随着竖向荷载的增加出现先降低再增加的现象。图[68]表[12]参[87]