桩基础是一种常见的基础形式,因其具有诸多优点,所以在黄土地区有着广泛的应用。当桩基用作工业厂房、道路铁路路基及桥梁的基础时往往还承受竖向循环荷载作用。循环荷载对桩基承载特性的影响机理与静荷载的影响机理有一定区别。本文通过室内模型试验,对循环荷载作用下黄土地基单桩承载特性进行了研究。在实验室中自行搭建了模型试验所用的模型箱、数据采集系统及加载及控制系统,同时制备了试验模型桩及桩间填土材料,并先后完成试验装置的安装、检测与调试工作,为试验的开展打下基础。然后分别进行了非浸水条件下静载及循环荷载加载试验,浸水饱和条件下静载及循环荷载加载试验,对桩身应变、桩顶竖向位移、桩顶荷载三项试验数据进行采集,试验控制变量为浸水条件、循环荷载作用次数与循环荷载比。最后,对静载与循环荷载试验、非浸水条件与浸水条件下加载试验进行对比分析,总结为以下结论:(1)通过静载试验的数据分析后发现:与浸水前相比,饱和黄土地基单桩静载承载能力明显下降,极限承载力为非浸水时的40%;浸水条件会改变桩端阻力与桩侧摩阻力承担荷载的比例。浸水条件下桩端阻力的增长要比非浸水条件时快,浸水饱和后桩侧摩阻力的承担荷载的比例比浸水前小。浸水饱和后桩侧极限摩阻力仅占浸水前的37%。(2)通过循环荷载试验的数据分析后发现:桩顶累积沉降随着循环次数的增加而增加,但沉降发展的速度会逐渐放缓。桩顶循环位移幅值会随着循环次数的增加产生变化,非浸水条件下前10次循环小幅增加,随后减小;浸水饱和条件下在前10次循环逐渐减小,随后增加,但均未超过第1次循环的位移幅值。随着循环荷载幅值的增大,最终累积沉降、循环位移幅值与动静位移比均相应增大,这说明循环荷载幅值是影响桩顶竖向位移的关键因素。(3)静载试验与循环荷载试验的结果对比分析后发现:三种循环荷载比试验中,非浸水条件下黄土中桩基的动静位移比均小于1,浸水饱和黄土中桩基的动静位移比最小为1.76,饱和黄土中单桩累积沉降受循环荷载的影响更大。与静载时相比,桩身轴力在循环荷载的不断作用下产生重分布现象。(4)将浸水条件下与非浸水条件下循环荷载试验的结果对比分析后发现:循环荷载作用下单桩存在棘轮效应,饱和黄土中桩基的棘轮效应比非饱和黄土中桩基的明显。浸水饱和后桩身轴力的重分布现象要比浸水前明显。浸水饱和后的桩顶累积位移是浸水前的11.4~12倍,最大循环位移幅值为1.99~2.3倍,浸水后桩顶沉降更难以稳定。浸水前桩顶累积位移主要体现在前1000次循环中,浸水饱和后桩顶累积位移主要体现在前3000次循环中,浸水饱和后的桩顶累积位移需要更多次的循环、更长的时间才能减缓增长。