高速铁路作为一种重要的交通方式,在我国经济社会发展中发挥至关重要的作用。为满足严格的工后沉降要求和节约土地资源,许多高铁线路大量地采用高架桥作为下部支撑结构。然而,由于气候变化和抽取地下水,我国多个地区地下水位不断下降,给高速铁路高架桥基础带来了严重问题,已有案例表明,地下水位下降将引起高铁高架桥桥墩发生较大沉降,其维修耗费大量人力物力。目前该方面研究还比较少,开展地下水位变化对高铁高架桥群桩基础的影响规律研究是十分必要的。本文通过开展离心模型试验和有限元数值模拟,系统研究了单桩和不同长度群桩在水位下降和水位循环升降工况下的变化特征。主要研究工作和相应研究结果如下:(1)开展水位连续下降工况的离心模型试验,研究了单桩和不同长度群桩在地下水位下降3次条件下的受力和沉降变化过程。结果表明,地下水位下降会引起地面和桩基础发生较大附加沉降,给高铁正常运营带来不利影响。(2)采用有限元方法对水位下降工况的离心试验进行了模拟,得到与试验测试结果相吻合的有限元模型。有限元结果表明,桩侧土体与桩基础的相对位移决定了桩侧摩阻力分布,地下水位下降,桩土相对位移增大,负摩阻力和下部正摩阻力均增大。距离桩基越近,土体沉降越小,群桩内部的中心桩周围土体沉降最小。(3)开展水位循环升降工况的离心模型试验,研究单桩和不同长度群桩在地下水位升降循环3次条件下的受力和沉降变化过程。试验结果表明,地下水位循环升降将导致地面和桩基础持续发生沉降,在第1个循环阶段沉降占总沉降比例分别超过80%和70%。长度越长的群桩基础,第1个循环阶段沉降比越低,即需要经过多次循环升降桩基附加沉降才会充分发展。水位回升时,长桩和地面将略微回弹,但整体上水位恢复,累计沉降不可恢复。(4)在地下水位升降循环作用下,桩基础轴力整体上呈现周期性变化,当水位恢复到上一位置时,桩基轴力部分回复到上一个状态。