能量桩是一种将地源热泵系统与传统桩基结合起来的新型桩基,桩同时起到承载和传热的功能,具有较好的应用前景。但有关热力耦合作用下能量桩单桩荷载传递机理方面的研究还较少,影响了能量桩的推广及应用。本文通过模型槽试验、理论分析和数值模拟对能量桩单桩荷载传递机理进行了研究,主要工作和结论如下:(1)采用模型槽试验,分析了在不同桩顶荷载和土体条件下温度对能量桩工作特性的影响。试验结果表明:桩身应变和桩端压应力会随着温度的上升而增大,随着温度的下降而减小。温度恢复后,桩身应变和有桩顶荷载时的桩端压应力不能恢复到初值;降温引起的桩体下沉大于升温时上升变形,桩顶有残余沉降。(2)基于单桩荷载传递法,将桩土荷载传递函数取为双曲线模型,利用Masing法则来模拟桩土界面的卸载特性,建立了热力耦合作用下能量桩简化计算方法。通过工程实例对该简化方法的合理性和可靠性进行了验证,结果表明:该简化方法能较好的模拟热力耦合作用下能量桩单桩的工作特性。(3)采用所提出的简化方法,对能量桩单桩工作特性进行了参数敏感性分析,比较了能量桩在不同桩长、桩顶荷载、温度增量、桩端土体和桩顶约束下的工作特性。结果表明:最大桩身温度应力会随着桩长、温度增量、桩端土刚度和桩顶约束的增大而增大,随着桩顶荷载的增大而减小;当桩长或桩端土刚度增大时,温度应力最大值点沿桩身向下移动,当桩顶荷载、温度增量和桩顶约束变大时,温度应力最大值点沿桩身向上移动。