砂岩地基岩石锚杆基础试验性能研究

以西北地区某特高压直流输电线路工程的砂岩地质条件为前提,展开了单锚基础的竖向上拔静载荷试验和群锚基础的上拔+水平复合工况静载荷试验,阐明了单锚和群锚基础的破坏模式和承载性能,获得了极限抗拔承载力,并通过锚筋应变测试,研究了锚杆基础的内力分布规律和有效锚固深度,提出了砂岩地基岩石锚杆基础的设计参数,可为西北地区输电线路设计提供参考。     

节理裂隙岩体地基输电线路复合基础数值模拟算例分析

本文通过FLAC3D数值计算方法对掏挖+岩石锚杆新型复合基础进行模拟分析,确定出上部掏挖部分极限强度发挥度k1、岩石锚杆部分极限强度发挥度k2的参数取值,很好地解决了杆塔结构对基础的上拔荷载如何合理地分配到上部原状土掏挖基础与下部岩层岩石锚杆基础上的问题,为新疆山区岩体地基的输电线路杆塔基础模块化和标准化设计及施工技术提供依据。     

湄洲湾输电线路岩石锚杆试验及其基础设计

福建输电线路工程多分布在山区,通过以湄洲湾大跨越高塔岩石锚杆试验基础为背景,针对在强风化花岗岩地质条件下的普通斜柱基础与岩锚结合的基础进行抗拔、水平极限承载力的设计计算,扩展岩石锚杆基础在山区线路工程中的应用范围,为强风化地质条件下岩石锚杆基础设计提供参考。     

喀斯特地区短桩锚杆复合基础现场抗拔试验及设计方法研究

针对喀斯特地区输电线路工程中普遍存在的上覆厚土层(4~7m)、下卧中等风化及以上岩石的特殊地基条件,提出一种短桩锚杆复合基础。为了揭示复合基础的承载机制,建立相应的工程设计方法,推动这种新型基础在工程中的应用,选取位于广东阳春典型喀斯特地区的上覆粉质黏土、下卧微风化石灰岩的地基作为试验现场,依据我国110~1 000 kV电压等级输电杆塔承受的上拔荷载,设计出6个不同入土深度、不同锚筋数量的1∶1全尺寸短桩和复合基础,通过开展现场抗拔承载特性试验,获得试验基础的荷载位移曲线、抗拔承载力、地基破坏模式等规律,进一步揭示复合基础的抗拔承载机制;结合现场试验结果与理论分析,提出复合基础的失效是由其下部锚杆基础破坏时对应的上拔位移所控制,在此基础上建立复合基础抗拔承载力的计算公式,并给出复合基础失效位移以及承载力分配系数的确定方法。通过与现场试验结果的对比,验证所给方法的正确性,为该类新型基础在工程中的推广应用提了理论依据。     

城市小区永久边坡锚杆挡墙支护中锚杆极限抗拔承载力的预测模型及其应用

为探讨城市小区永久性高边坡锚杆挡墙支护中锚杆的复杂抗拔承载机理及极限抗拔承载力确定方法，结合设计方法、工程实例和实验数据提出一种锚杆极限抗拔承载力的调整双曲线预测模型。工程应用结果表明，基于该模型的预测结果与实测值吻合较好，可供锚杆挡墙设计与施工参考。     

微型锚杆复合桩抗拔承载性能劣化演变的水力效应试验研究

为探究微型光伏支架抗拔基础(微型锚杆复合桩)在黄土地区的承载特性及受水力劣化的演变特征,在某黄土区光伏电站现场开展了不同桩基尺寸及试验条件的抗拔试验。试验结果表明:微型锚杆复合桩的整体抗拔受力工作状态较好,其承载力与桩长及桩径有关,根据定义的桩基尺寸对极限承载力的贡献指标M计算比较后认为,桩长对承载力的提高水准更高;预浸水后微型锚杆复合桩的抗拔极限承载力减小,桩基承载性能出现不同程度弱化,桩长对于桩基极限承载力的提高水平同步发生劣化,但其贡献特征依然存在;水平预加载后微型锚杆复合桩的抗拔极限承载力下降,但与预浸水的变化(劣化)特征不同,微型锚杆复合桩桩长在水平加载耦合条件下对极限承载力的贡献指标增大,表明桩长增大对微型锚杆复合桩极限承载力受水平加载劣化的影响程度存在抑制作用。桩长的承载力贡献特征在水力劣化后依然存在,工程上可适度增加微型锚杆复合桩的桩长。     

输电线路复合式锚杆基础现场试验研究

首次针对辽宁地区500kV抚顺变—程家变新建输电线路工程,进行了复合式锚杆基础的现场抗拔承载力真型试验。通过循环加卸载方式的基本试验与单方向加载方式的验收试验,得到了基础的上拔荷载位移曲线与基础的抗拔承载力,给出了相关设计参数的取值标准,进一步验证了复合式锚杆基础在500kV大荷载输电线路工程中应用的可行性。     

斜坡地基中基础抗拔承载特性的试验研究

斜坡地基中杆塔基础抗拔承载特性是目前输电线路工程中亟待解决的关键技术难题之一,而目前的相关成果仅停留在理论分析中,并无试验数据支撑。本文以输电线路中常用的掏挖基础为研究对象,在20#斜坡地基中开展了直柱、扩底两种结构型式的全尺寸基础上拔静载试验,获得试验基础荷载位移曲线、地基土压力、地表土体裂缝等数据,对比分析了两种型式的基础在变形特征、破坏模式、抗拔承载力构成等方面的差异。结果表明:直柱基础荷载位移曲线呈陡降型,扩底基础呈缓变型,且扩底基础抗拔承载力是直柱基础的2.5倍;沿坡向两侧土体在变形和破坏特征方面均存在差异,这种差异是由两侧土体有效抗拔深度不同所致;基础抗拔承载力的三个组成部分基础自重、扩大头处土抗力(直柱基础这部分为0)、基柱侧摩阻力在加载过程中发挥程度存在明显的阶段性差异。     

输电铁塔桩-板复合基础上拔承载力特性试验及理论分析

沿江和沿海地区的地质条件多以软弱地基为主,其地基承载力相对较低,不利于输电线路基础设计、施工和运营安全。设计并制作了单板基础、单桩基础和桩-板复合基础的上拔承载力的试验模型,开展三类基础的上拔承载力试验,研究三类试验基础的上拔承载力特性和失效模式。试验结果表明,与单板基础和单桩基础相比,桩-板复合基础的上拔荷载-位移曲线呈缓慢上升形式,桩-板复合基础具有较高的承载力和抵抗变形能力,其受力特性接近于单桩基础。此外,由复合基础的模拟分析可知,上拔加载后期板和桩的承载比例约各50%,桩和板具有较好的协同受力性能。结合现有复合桩基的相关理论,提出了基于单桩抗拔承载力的桩-板复合基础设计方法,为输电线路的复合基础设计提供参考。     

输电线路岩石锚杆基础试验研究

岩石锚杆基础已逐渐在输电线路工程中获得广泛应用,针对节理裂隙发育的灰质板岩岩体,进行了现场拉拔真型试验。试验结果表明:在满足锚筋自身强度的情况下,应以锚孔表面混凝土的位移值来确定基础的极限荷载;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;适当改善锚筋外表面的粗糙度可提高锚筋与混凝土间的界面粘结强度;在岩石锚杆基础设计中要注意群锚效应的削弱作用。     

输电铁塔岩石锚杆基础承载性能及影响因素试验研究

岩石锚杆基础是近期送电线路基建推广应用的主要基础型式之一,针对某500kV送电线路途径的强风化、中风化岩层广泛分布的地质条件,选取典型场地分别进行了单锚、直锚和承台式群锚等三种型式的岩石锚杆基础的现场真型试验,得到了试验基础的位移随荷载变化关系和极限承载力,其承载力满足该500kV送电线路基础承载设计要求.基于荷载与位移关系曲线,分析了岩石锚杆基础承载特征,及锚杆尺寸、基岩风化程度和群锚效应对基础承载力的影响规律,研究表明:承载力随锚杆和锚筋直径的增大而增大;锚杆存在有效抗拔锚固深度,超过该深度时增加锚杆埋深对提高承载力效果不明显、岩石风化程度对锚杆承载力影响较小、群锚效应对群锚基础无影响.     

西北地区光伏支架微型抗拔类基础优化设计及试验研究

为了解决西北地区光伏支架基础的设计和应用问题,在传统抗拔类基础之上提出了微型锚杆复合桩。通过在西北某光伏电站砂砾石场地的现场足尺试验,由竖向位移观察装置及埋设在不同深度处的应力计对加载过程中各试桩的位移变形和轴力变化情况进行了全时动态监测,对比分析了传统抗拔基础和微型锚杆复合桩的承载特性及相关工程应用问题。结果表明:传统抗拔类基础的荷载 位移曲线形态因桩型不同而异,微型锚杆复合桩呈现缓变型;传统抗拔类基础的极限承载力普遍低于15 kN,而微型锚杆复合桩普遍高于60 kN,承载能力大幅度提高,但微型锚杆复合桩承载力随桩长提高方面存在临界长度（4 m）;微型锚杆复合桩抗拔承载特性优化参数分别从承载力、位移变形及复合优化效果3个方面定量表征了相近桩基尺寸下微型锚杆复合桩的优越抗拔工作性能;建议在西北砂砾石场地适度推广应用微型锚杆复合桩作为光伏支架抗拔基础,其中桩长设计可控制在4 m以内。     

输电线路岩石锚杆基础试验研究

首次针对新疆地区220kV输电线路工程典型的强风化岩体地质条件,进行了六根单锚基础的抗拔承载力真型试验,得到了其破坏性态与极限承载力,给出了相关设计计算参数的取值,为其在输电线路工程中的应用提供参考。     

锚杆间距对岩石群锚基础抗拔力影响的试验研究

锚杆间距是山区输电线路岩石群锚基础设计的关键参数,甚至直接决定了山区斜坡地形岩石锚杆基础应用的可行性。通过在4种典型岩石地基中对4种不同材质锚杆群锚和单锚基础抗拔对比试验,得到了不同岩石条件、锚筋材质、锚筋直径和钻孔直径下岩石单锚和群锚基础抗拔荷载-位移曲线。通过引入群锚效应系数,量化分析了锚杆间距对岩石群锚基础抗拔承载性能的影响规律,并给出了设计取值建议。结果表明:岩石群锚基础抗拔承载性能既取决于单锚承载性能,也受岩石地基性质影响。工程设计中岩石群锚基础的锚杆间距宜为3~4倍的钻孔直径,相应的群锚效应系数可根据岩石性质不同取0.8~1.0。     

软土地区架空输电线路微型沉井基础承载特性试验研究

针对架空输电线路工程杆塔基础的荷载特点和软土地区的特殊地质条件,开展了微型沉井基础在上拔、下压、水平、上拔与水平联合荷载工况下的承载特性真型试验研究,将得到的微型沉井基础极限承载力与理论设计值进行了对比分析,两者结果比较接近,表明相关理论计算公式和参数取值是可行的,分析结果验证了微型沉井基础设计选型的合理性和可靠性。     

砂岩地基中架空输电线路抗拔基础承载性能的现场试验研究

本文以砂岩地基中的架空输电线路抗拔基础为研究对象,开展6个相同底径、不同埋深的直柱基础和扩底基础的现场抗拔承载性能试验,分析了6个试验基础的荷载—位移曲线、抗拔承载力、地基破坏范围及混凝土利用效果。结果表明：两种型式基础的弹塑性变形能力均会受到基础埋深的影响;根据双直线交点法确定试验基础的抗拔承载力,基础埋深相同时,扩底基础抗拔承载力可达直柱基础的1.2～2.0倍;基础破坏时,在地表处形成径向和环向分布的裂缝,且随着埋深的增加,地表破坏半径逐渐减小;采用上拔角定量表示地基破坏范围,则对于相同埋深的抗拔基础,扩底基础的上拔角均大于直柱基础,表明其提高基础抗拔承载力的同时,也加大了地基岩体的破坏范围;以基础抗拔承载力与混凝土消耗量的比值M定量表征不同基础型式和埋深条件下混凝土的利用效果,扩底基础对混凝土的利用效果最高可达直柱基础的5.9倍,工程应用中建议优先选用扩底基础。     

支挡结构中锚杆(锚索)极限抗拔力研究

该文以支挡结构中锚杆(锚索)为研究对象,介绍了现有锚杆(锚索)抗拔承载力计算方法,分析了统一强度理论的锚杆(锚索)极限抗拔力计算方法,并作了在实际工程中应用算例的分析,进一步明确了影响支挡结构中锚杆(锚索)极限抗拔力的因素及力学状态,为支挡结构在工程建设中的设计与施工提供参考。     

输电线路掏挖基础承载特性离心机试验研究

掏挖基础是输电线路建设中广泛采用的基础型式,但对其复合加载承载特性的研究较少。针对不同荷载工况下坚硬黏性土地基中掏挖基础承载特性,开展离心机模型试验研究。结果表明,单独上拔荷载作用下,地基破坏模式受基础埋深比的影响,浅及深埋的临界埋深比在2～3范围;水平荷载作用下,对于高露头基础,随着露头高度增加水平承载力明显降低;对埋深比为2的无露高基础,先施加水平力会使其极限上拔承载力有所提高,施加的水平力越大,基础抗拔能力越强;对埋深比为2的有露高基础,在施加相同水平荷载和相同弯矩2种情况下,基础的净峰值抗拔力与无露高基础HV组合加载时的抗拔承载力相差均小于10%,即高露头产生的弯矩对HV组合加载时基础上拔承载力的影响相对不大。所得结论可为不同荷载工况下输电线路掏挖基础设计提供一定参考。     

加筋风积沙地基直柱扩展基础抗拔试验

通过3个直柱扩展基础在风积沙和加筋风积沙两种地基条件下的上拔荷载、上拔和水平力组合荷载6个工况的现场试验,研究风积沙、加筋风积沙地基直柱扩展基础抗拔承载性能和机理。试验结果表明:①上拔荷载下,风积沙和加筋风积沙地基均呈整体突变性破坏;②上拔和水平力组合工况下,风积沙、加筋风积沙地基直柱扩展基础的水平荷载主要由基础自重承担,水平位移决定了基础抗拔极限承载性能;③土工格栅可提高风积沙地基抗拔和抗水平力承载性能,上拔、上拔和水平力组合工况下基础的上拔极限承载力较风积沙地基分别提高了21.7%和32.8%。     

杆塔基础重力式挡土墙裂损后框架锚杆修复方案

山区输电线路杆塔基础多采用原状土基础或钢筋混凝土板柱基础,基础设计多受上拔受力状态控制。为减少挖方,上拔基础通常采用重力式挡土墙并回填土密实后作为上拔土体的堡坎。受施工质量及其他外在因素的影响,输电线路送电后,挡土墙结构可能会开裂,影响基础的承载状态,成为安全隐患。以福建省中部地区某500kV输电线路角钢塔基础的重力式挡土墙加固修复方案为例,通过计算分析,提出了框架锚杆受力、重力式挡土墙作为护面结构的修复方式,且通过微扰动施工措施的要求,避免基础底板上方覆盖土层的反复挖填,指导工程建设,并为类似工程提供参考。