在寒冷地区的铁路、公路建设中,冻胀和融沉破坏是最常见的工程灾害问题,同时,冻土地区的桥梁工程的桩基础也面临着冻胀和融沉灾害的困扰。展开对多年冻土区斜坡桩土体系的热-力耦合研究,全面掌握了解多年冻土区桩周土体的温度场分布及冻胀特性、斜坡桩基的冻拔和受力形式以及桩-土界面的冻胀特性,为寒区工程的安全及长期使用提供有利的保障。利用有限元软件ANSYS建立斜坡桩土体系的三维热-力耦合数值计算模型,对多年冻土区桥梁桩周冻土温度场变化情况、桩土界面处桩体及土体的冻胀变形、桩基础的受力形式和抗冻拔机理等方面展开研究,主要得出以下结论:(1)距离地面3米范围内土体的温度受外界温度变化波动幅度较大。在气候变暖及太阳辐射等因素的共同作用下,桩基将吸收的热量传递到冻土层,使桩周土体的温度高于同一深度远离桩基的土体温度。外界温度对土体温度的影响会随着土层深度的增加而减小。当土体达到一定深度时,土体的温度不再受外界温度的影响。(2)由于斜坡桩土界面处土体产生的不均匀冻胀,导致桩体产生沿斜坡下滑的水平位移,坡度为15°、30°、45°时的数模计算显示斜坡的坡度越大,桩顶的水平位移越大;桩体在土体冻胀时将产生竖向位移,桩体埋深为8m、12m、16m、20m时的数模计算显示,桩体埋深越浅竖向位移越大。(3)在距地表3m范围内的桩土界面间的相对滑动位移最大。随着土体温度的降低,桩身位移变化缓慢,但桩身周围土体的冻胀量在持续增大,导致桩土相对位移增大。随着地温降低,冻胀越来越剧烈,切向冻胀力呈增大的趋势,导致桩基础的竖向位移明显增大。在冻胀过程中,桩土界面间的切向冻胀力值的正负临界点逐渐向下移动。斜坡上的桩基不仅受切向冻胀力,而且还受水平冻胀力,其最大值出现在地表,随着深度的加深,水平冻胀力逐渐减小。(4)12月份到下一年的2月份桩身所受的轴力为正值,正值表示桩基受拉。轴力随着温度的降低而增大,1月份温度最低,此时的轴力也是最大的,且最大的轴力出现在地表附近;随着桩基的埋深深度的增加,轴力呈现减小趋势.由轴力图计算出桩身所受最大拉应力小于桩体材料的抗拉强度,桩基础不会被拉断,处于安全阶段。