变电站复合材料绝缘子的动力特性与地震易损性研究

复合材料在变电站绝缘子上的应用,有望提高电气设备的抗震性能。测试了复合材料绝缘子的动力特性、弯曲刚度和承载能力;运用测试结果,建立了该复合材料绝缘子构成的电气设备的有限元模型;基于概率地震易损性分析理论,研究了电气设备的地震易损性。结果表明,复合材料绝缘子中套管与金属法兰的胶装连接段是抗弯承载力的薄弱部位,该段抗弯刚度明显小于套管刚度;该绝缘子组成的电气设备在0.4g等级地震下发生中度和重度失效的概率较小,但轻度失效的概率达38%,提高胶装段抗弯能力是提高抗震性能的关键;以失效概率为指标的易损性分析实现了电气设备抗震性能的概率化评价。     

输电线路岩石锚杆基础工程临界锚固长度的研究

基于荷载传递理论推导了岩石锚杆基础的工程临界锚固长度的解析计算公式,给出了相关计算参数的经验取值范围。 现场真型试验结果表明：随着锚杆长度的增加,锚杆轴力快速衰减,沿埋深并非均匀分布;当锚杆达到一定长度后,再单纯依靠增加锚杆长度提高极限抗拔承载力效果甚微。 现场试验还验证了解析计算公式的合理性,建议在输电线路岩石锚杆基础设计时,对锚杆基础长度取工程临界锚固长度为最佳长度。     

水泥固化的风积沙地基扩展基础抗拔试验研究

沙漠风积沙地基结构松散、稳定性差、承载力低,利用水泥作为固化剂固化稳定风积沙,形成水泥固化风积沙地基是改善其不良工程特性的有效手段。将取自内蒙古库布齐沙漠的现场风积沙重塑为3%含水率的试验用风积沙,向其中掺入6%普通硅酸盐水泥经充分拌和形成水泥固化风积沙填料,完成了水泥固化风积沙地基中9个扩展基础模型抗拔试验。结果表明,风积沙水泥固化方法可显著提高风积沙抗拔承载性能。上拔荷载作用下,当水泥固化风积沙扩展基础抗拔深度与底板边长比值小于3.5时,其荷载–位移曲线呈2阶段变化:初始弹性段—峰值荷载、峰值荷载后破坏段,极限抗拔承载力对应的位移与底板边长比值变化范围为0.04%~1.05%,平均0.54%。按"土重法"确定的水泥固化风积沙"上拔角"远大于天然风积沙。     

混凝土预制装配式扩展基础抗拔试验

根据预制装配式基础在上拔荷载作用下的室内足尺试验,监测了试验加载过程中基础构件的位移和应力变化,研究了预制装配式基础在上拔荷载作用下的协同工作性能。试验结果表明:在上拔荷载作用下:1) 预制装配式基础连接法兰盘、底板拼装连接缝附近测点的上拔位移变化规律与基础顶部基本一致,基础各构件之间整体承载性能好。基础荷载-位移曲线分弹性、弹塑性屈服和破坏3个阶段;2) 法兰盘连接锚栓、槽钢连接锚栓和连接槽钢等各构件的测点应力均随荷载增加而增加,且处于弹性阶段;3) 预制装配式基础拼装底板以拼装缝为轴,呈两边向下弯折趋势,基础底板外边缘角点上拔位移量小于基础顶部,且相同部位连接构件在同一级荷载作用下的应力状态和应力大小呈不同的变化规律;4) 基础拼装间隙、拼装过程中螺帽拧紧程度以及基础预制加工误差是预制装配式基础共同工作性能的影响因素,但其整体工作性能好,可按土重法计算基础抗拔极限承载力。     

扩底基础上拔土体破坏模式及滑动面特征研究

在国内外相关文献调研基础上,采用理论分析及数值模拟相结合的研究方法,对扩底基础上拔土体破坏模式及滑动面形状进行分析和讨论.分析表明,扩底基础在上拔荷载作用下,周围土体经历了"扩大端土体压缩挤密一土体塑性区出现和发展一土体整体剪切破坏"渐进破坏过程.基于弹塑性理论,运用大型岩土工程分析软件FLAC33D对扩底基础上拔土体滑动面形状及抗拔承载力进行数值分析,结果表明,加载过程中,扩大头上部土体最先出现塑性区,随着荷载逐渐增加,上拔土体塑性区进一步扩展,最终形成一条曲面从底板上边缘延伸至地面,与前人研究结果吻合.该研究是对输电线路工程中扩底基础抗拔承载力计算方法的完善和补充,对上拔荷载作用下扩底基础破坏模式及承载力计算提供一种新思路.     

输电线路斜柱主材插入式基础荷载转换计算

在输电线路基础设计中,根据空间向量投影理论,推导出了直柱式基础作用力转化为斜柱主材插入式基础正截面荷载的计算方法,为今后斜柱主材插入式基础设计计算提供了方便。     

输电线路角钢斜插式基础抗拔试验研究

对 3组 4 6个不同材质、埋深、锚固方式的角钢斜插式基础的抗拔试验研究表明 :无锚固件时 ,角钢与混凝土间粘结强度随着荷载的增加逐渐向基础深部传递 ,基础的抗拔承载力取决于角钢的屈服强度 ,当粘结强度变为滑动摩擦时角钢被拔出而破坏。有锚固件但荷载较小时 ,角钢与混凝土间粘结强度足以承担上拔荷载 ,此时角钢处于弹性阶段 ,锚固件因尚未发挥作用而对抗拔承载力影响不大。而角钢屈服后 ,角钢与混凝土间相对位移加大 ,粘结强度变为滑动摩擦 ,此时锚固件发挥承载作用阻止角钢被拔出直至破坏。因此 ,角钢与混凝土间粘结强度和锚固件两者传递、承受荷载作用具有不同步性 ,不能进行简单叠加。     

输电线路原状土基础抗拔极限承载力计算

根据经典土力学极限平衡状态下土微元体静力平衡方程式、Mohr-Cou lomb屈服准则和滑移线场理论,建立了输电线路原状土杆塔基础上拔极限平衡状态时滑动面上的应力分布基本方程式,并根据有关文献成果引入土体破裂面方程和边界条件假设,得到了输电线路原状土基础土体滑裂面抗拔极限承载力理论计算公式。通过该理论计算结果与《架空送电线路基础设计技术规定》“剪切法”计算结果的对比分析,指出了“剪切法”计算原状土基础上拔承载力时存在的问题,并给出了输电线路原状土基础抗拔极限承载力理论计算公式。