能量桩是一种通过在桩基中埋设换热管的经济高效的节能技术,兼有换热和承重双重功能,可以利用浅层地热能来达到满足上部建筑物供暖和制冷需求的目的,也是一种典型地下能源结构。在制热和制冷的过程中,由于温度变化,桩基和其周围土体会产生膨胀或者收缩,引起桩身应力以及桩土接触面的力学特性发生改变,进而影响桩基的承载性能。已有研究主要集中在能量桩的热响应方面,而关于温度循环作用下能量桩的结构响应研究相对较少。本文采用现场试验和理论分析相结合的方法,对连续循环工况,间歇工况、结构-温度荷载共同作用下的竖向受荷能量桩的荷载传递机理与承载性能,传热效率和土体热物性参数进行了试验研究,重点探讨了温度荷载作用下能量桩的荷载传递规律。本文开展的主要内容和取得的成果如下:（1）通过现场热响应试验,应用线热源传热理论对土体综合热导率进行了反演,以及能量桩的传热效率计算。研究了冬夏季工况下土体综合热导率系数的差别,以及系统加热功率对土体综合热导率系数的影响;对比分析了循环液不同进出口水温以及流速对能量桩换热量的影响。研究结果表明,夏季工况时土体综合热导率随着系统加热功率的增加而减小,冬季工况时与之相反,冬季工况时的平均土体综合热导率比夏季高42.9%;能量桩的换热量随换热液的流速先增大然后再减小,循环液进口水温越高（低）,单位换热量越大,夏季工况时的换热效率较冬季工况高,设计时应以冬季工况负荷为标准。（2）基于现场热响应试验,进行了自由无约束条件下能量桩热力响应分析,测试了循环工况中桩顶温度,桩身应变、桩顶位移的变化。结果表明,循环工况下,桩身温度在试验前期变化较快,夏季工况时桩身温度呈两端低中部高,冬季工况时呈两端高,中部低的分布形式。夏季工况时,桩身应力的分布为中间大两端小,冬季与之类似,最大附加温度压应力与温差的相关关系为Ts=0.216DT,最大附加温度拉应力与温差的相关关系为Ts=-0.3DT,循环工况中产生的温度应力均不会对桩基的承载性能产生不利影响。桩顶位移随着时间的增加而增加,夏季工况时桩顶位移最终值为0.175%D,冬季工况时桩顶最终位移为0.1%D。（3）开展了间歇工况时的能量桩现场试验,揭示了温度作用对桩身温度、桩身应力和桩顶位移残余的影响,得到了桩身温度、应变、应力、桩顶位移的变化规律。研究结果表明桩身温度堆积、温度应力的残余累计在桩身中部最大,桩顶位移的累计效应在工况1间歇循环条件下最明显,工况2次之、工况3较不明显,夏季工况时工况1、2、3对应的最终桩顶位移为-1.2mm、-0.9mm、-0.5mm;冬季工况时分别为1.4mm、1mm、0.54mm。间歇工况有利于减缓能量桩运营过程中的桩身温度的热（冷）堆积、温度应力以及桩顶位移的累计效应,间歇时间越长,减缓效果越好。（4）进行了结构-温度荷载耦合作用下能量桩现场破坏性试验,揭示了温度作用对能量桩承载性能的影响,对比分析了三种工况作用下的极限荷载的大小、桩身侧阻力分布、桩土相对位移的不同以及温度对侧阻强化的影响。研究表明夏季工况下,相同荷载作用下,1#试桩的桩顶沉降最小,冬季工况下,2#试桩的沉降最大,无温度作用下的3#试桩沉降介于两者中间,1#、2#、3#试桩的极限承载力分别为1870k N,1530k N,1700k N,这说明桩身制热有利于提高桩基的承载力,桩身制冷会导致极限承载力减小,温度循环对能量桩的承载力有一定程度上的影响,在能量桩的实际设计中,需要特别注意冬季工况下能量桩的承载力的折减。3根试桩在达到破坏之时,桩侧摩阻力均呈现出侧阻退化效应,桩土相对位移-侧阻曲线关系呈应变软化效应。温度循环对桩侧阻增强效应的影响在于发挥的时机不同,夏季工况时侧阻增强效应发挥较早,冬季工况最迟。