组合荷载作用下扩底基础地基土体破坏模式及滑动面几何特征分析

上拔稳定性分析是输电线路杆塔基础优化设计的关键,直接影响线路工程的安全运行及经济造价。目前电力行业标准DL/T5219-2005给出了原状土扩底基础上拔承载力“剪切法”计算公式,然而该公式是基于仅仅承受竖向荷载作用下上拔土体呈对称状的圆弧形回转面的假设条件下得出的,而实际基础同时承受水平荷载作用,并对基础的稳定性产生非常大的影响。针对这一问题,基于弹塑性理论,采用有限差分方法,对戈壁滩地基土中扩底基础地基土体的变形破坏进行了数值分析,提出了地基土体达到极限平衡状态时的判定准则,并分析得出上拔和水平组合荷载作用下扩底基础周围土体滑动面几何形态的概化模型。该研究成果可为输电线路杆塔基础上拔承载力计算方法的修正和完善提供理论依据。     

黏土中条形锚板基础上拔极限承载力变分解法

针对均质饱和黏性土中锚板基础上拔承载力问题,当锚板基础处于破坏极限平衡状态时,运用Mohr-Coulomb屈服准则建立静力学平衡方程式,结合变分法原理得到锚板基础下方土体破坏滑裂面基本方程以及破坏滑裂面上正应力分布方程,进而得到锚板基础的极限上拔承载力。通过该理论计算分析了土体不排水强度、荷载偏心率及水平荷载对极限上拔承载力、破坏滑裂面以及承载系数的影响。结果表明,该方法适合锚板基础快速上拔情况,荷载偏心对上拔承载力的影响更大,当偏心率e<0.5时,上拔极限状态下锚板与底部地基土体不发生分离;同时,提出了考虑荷载偏心和水平力作用时锚板基础上拔极限承载系数公式。     

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。     

上覆浅层黏土的嵌固式岩石基础上拔试验研究

针对西南地区典型上覆浅层黏土岩石地基,进行现场真型嵌固式岩石基础上拔试验,得到基础上拔荷载-位移曲线、上拔荷载-基础边缘土体隆起位移曲线及水平荷载-位移曲线,分析了岩石基础的承载力特性及地基岩土体的破坏特征;根据试验上拔极限承载力,反推出考虑上覆浅层黏土岩石等代极限抗剪强度取值,并采用极限平衡理论验算基础的稳定性,得出与现场试验结果基本吻合的结论。同时,通过与三种常规基础进行技术经济指标比较分析,得出嵌固式岩石基础经济效益优势明显且对自然环境影响破坏小,属于经济、环保型基础,用于西南山区岩石地基的输电线路中可行。     

变分解法对输电杆塔回填土体基础上拔角的研究

根据《架空输电线路基础设计技术规程》(DL/T5219-2014)[1],回填土基础土按照"土重法"计算,发生上拔破坏时,上拔角按照经验值确定存在一定理论缺陷;通过变分法原理,建立静力学平衡方程,结合相应边界条件,得到回填土基础上拔破坏面基本方程以及滑裂面上正应力方程,相应获得输电线路回填土基础土体上拔极限承载力理论计...     

风积沙地基工程性质及其输电线路基础抗拔设计

沙漠风积沙地基工程性质及其输电线路杆塔基础抗拔设计是当前我国电网建设中的关键研究课题之一。通过对我国不同沙漠风积沙地基的物理力学性质的试验及其研究成果的统计,分析了我国沙漠地区风积沙地基的颗粒级配组成及其分类,给出了其含水性、容重、孔隙性、相对密度、内摩擦角等典型物理力学特性参数的平均值。基于我国沙漠风积沙地基的工程特性,介绍了沙漠风积沙地基输电线路杆塔基础抗拔稳定性“土重法”设计方法及其正确性。研究并分析了宁夏毛乌素沙漠4 个斜柱扩展基础上拔水平力组合荷载试验、新疆塔克拉玛干沙漠4 个装配式基础上拔水平力组合荷载试验、内蒙库布齐沙漠1 个直柱扩展基础和2 个混凝土拉线盘基础抗拔试验成果,得到了我国典型沙漠风积沙地基极限上拔角标准值为16.9°;在考虑地基抗拔承载力分项系数为1.65 的基础 上,得到风积沙地基上拔角设计值为10.3°。由于该上拔角设计值综合考虑了风积沙地基的区域特征、基础类型、基础几何尺寸、基础荷载工况等不同影响因素,可作为我国沙漠地区输电线路基础设计的依据。     

±1100kV特高压直流输电线路工程大板基础底板斜面控制工艺研究与应用

大板基础一般适用于地质条件差、地耐力低,特别适用于塑性粘土、砂土、粉土等较好开挖的塔位,采用板式基础浅埋,底板面积较大能承受较大的下压力,地基受应力较小,并利用大板以上土体自身重力来承受上拔力。昌吉-古泉±1100kV特高压直流输电线路工程,大板基础使用比例约占40%。板式基础底板呈四棱台型式,底板上平面为斜坡形状,斜坡的钢筋加工、斜面斜度及斜面保护层是施工控制的难点。从钢筋加工、保护层控制、斜面检测等方面,总结提炼形成斜面控制工艺,在施工过程中得到应用,对斜面类基础施工具有指导作用。     

750 kV 输电线路戈壁碎石土地基直柱掏挖基础试验

戈壁碎石土地基是我国西北750 kV输电线路建设中的典型地质条件。为了减少开挖回填基础的工程应用,充分利用戈壁碎石土地基的良好胶结性能和抗剪强度,减少工程材料消耗量,提出了戈壁碎石土地基直柱掏挖基础型式。选择3 个典型地质条件完成了12个直柱掏挖基础的现场施工和静载荷试验,给出了相应的设计方法和计算参数。结果表明：戈壁碎石土地基中应用的直柱掏挖基础具有良好的抗拔承载性能,其施工安全性高,经济环保,能够满足750 kV输电线路杆塔基础荷载要求,可以在该地区750 kV输电线路铁塔基础中使用。     

青藏联网工程冻土地基装配式基础载荷试验研究

为评价青藏交直流联网工程冻土地基杆塔基础稳定性,进行了粗粒冻土地基装配式真型基础在竖向上拔与水平荷载或下压与水平荷载共同作用下的载荷试验,试验基础施工采取与工程基础尺寸、施工工艺和时期一致的原则,根据试验结果,分析了基础极限及破坏状态,研究了荷载与位移关系曲线特征及承载特性,求得试验基础的承载能力及“土重法”上拔角等设计参数的取值。试验研究结果表明,试验荷载作用下粗粒冻土装配式基础因水平位移过大而失稳,荷载与位移关系曲线表现为非陡降型,活动层冻结状态时地基强度及基础承载性能优于融化状态,粗粒冻土地基上拔角大于13°,装配式基础承载力满足设计要求。     

黄土地基直柱掏挖基础浸水静载试验及设计优化

以去掉扩头的原状土直柱基础为研究对象,选取750kV兰—天—宝输电线路甘谷变电站厂址为试验场地,开展了黄土地基中直柱掏挖基础浸水静载荷试验。通过对基础施加上拔+水平组合荷载和下压+水平组合荷载,得出了浸水期间基顶位移沉降量,并且通过分析基础Q-S曲线得出浸水前后基础的上拔、下压极限承载力。在此基础上,对相同设计条件下的直柱基础与扩底基础进行了经济分析,进一步阐述了该类基础的安全性和经济性。该研究成果可为750kV兰—天—宝输电线路优化设计和安全施工提供理论指导依据。