三峡成库蓄水后,库区航道条件得到了极大改善,但码头建设中常常遇到深水施工问题。钢管混凝土嵌岩桩是在覆盖层较浅的深水码头和跨江桥梁建设中经常采用的深基础型式。钢护筒作为施工保护措施,后期使用中钢管和桩芯混凝土具有共同受力性质。钢管混凝土嵌岩桩在各种复杂荷载长期作用下,造成钢-砼界面粘结脱离和滑移,导致承载力弱化或过大累积变形,将直接影响到钢管混凝土桩的承载状态和结构安全。弄清钢-砼界面的荷载传递机制及强度弱化机理,是正确评价钢管混凝土嵌岩桩承载特性的关键。本文结合国家自然科学基金课题“循环荷载下钢管混凝土嵌岩桩钢-砼界面强度弱化机理及长期工作性状研究”,系统研究了循环荷载作用下钢-砼界面性状以及钢管混凝土嵌岩桩的承载特性。(1)通过钢砼界面荷载传递规律研究表明:钢管混凝土界面粘结力由化学胶结力、机械咬合力控制,其中水泥性质和钢管表面粗糙度对极限粘结强度有决定性作用。界面上部的脱粘滑移早于下部,粘接力发挥具有前后顺序,揭示了钢砼界面荷载传递机理。(2)界面强度随着钢砼界面剪应力先非线性增加,达到峰值荷载后逐渐下降,最后趋于残余稳定值,具有弱化特性;循环荷载作用下,钢砼界面的界面强度进一步弱化。基于界面粘结滑移模型,进行分段插值建立非线性弹簧单元的本构模型,建立了钢砼界面粘结滑移数值计算方法。(3)基于建立的钢砼界面粘结滑移模型,考虑循环荷载作用下对钢-砼界面的强度弱化作用及钢管、混凝土等材料的非线性特性,建立钢管混凝土嵌岩桩的数值计算模型。(4)基于钢管混凝土桩计算模型,分析了钢管及混凝土的应力应变特性、桩身弯矩、桩身变形及破坏模式。研究表明:横向荷载作用下,钢管混凝土桩受压侧易产生疲劳累积;受地基反力作用影响,地基表面、变截面桩身是钢管混凝土的薄弱界面;桩基破坏主要是长期荷载作用下地基对桩基的嵌固作用减弱,导致钢-砼界面脱粘,钢管局部鼓包屈服、混凝土受拉断裂,导致桩基整体破坏。