淡水诱因干湿循环下超氯盐渍土强度演变

青藏高原盐湖地区超氯盐渍土地基在气候环境引起的干湿循环作用下力学及变形特性复杂多变,威胁上部结构安全使用。为模拟土体从施工到服役过程的强度演变过程,以青藏高原北部的察尔汗盐湖地区自然超氯盐渍土为研究对象,通过控制不同压实度制作3种土体试样并展开干湿循环试验,每次烘干后增加纯水至预期含水率模拟淡水入侵影响,在达到预定干湿次数后进行无侧限抗压强度试验和直剪试验,结合不同循环工况下盐渍土微观结构的改变,分析和揭示超氯盐渍土强度演变规律及机理。结果表明,经过5个干湿循环后,无侧限抗压强度达到峰值,分别提高128.3%(k=85%)、138.9%(k=90%)和231.9%(k=95%),同时,黏聚力c也达到峰值,分别提高200.0%,215.7%,197.2%。当试样经历6~12个干湿循环后,其强度先降低后趋于稳定;微观结构观测表明,土体颗粒间联结作用随循环次数增加先增强后减弱,与土体强度变化规律一致。研究表明,淡水影响下超氯盐渍土强度随干湿循环先增强后降低,其演变规律主要由盐结晶微观结构变化引起,实际工程中应在施工结束后重视超盐渍土地表的合理排水。

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。

青藏输电工程回填细粒冻土性质和铁塔基础载荷试验研究

为分析青藏直流输电工程回填冻土地基和铁塔基础承载性能,在浅部冻土处于冻结和融化两种状态时,分别进行回填细粒冻土性质试验和在三向荷载共同作用下锥柱式扩展基础的载荷试验。基于土工试验结果分析了冻融过程中回填地基的工程性质,得到一个冻融周期后地表沉降量为0.23m,与实际情况一致。通过对基础承载特性及荷载与位移双曲线关系模型的分析,得到了基于地基基础相互作用极限状态条件下基础的极限承载力。针对季节活动层融化和冻结状态,应用试验结果验证了上拔工况下铁塔扩展基础稳定性分析模型和方法,获得了冻结状态时细粒冻土的上拔角。试验研究表明:当浅部活动层处于冻结状态时,地基强度及基础承载性能优于融化状态;冻土融化可缩小细粒土的孔隙比、提高密实度,并增加含水率和饱和度;土体冻结与否对地基的抗剪、上拔角等力学指标有显著影响,因此,保持深部回填地基的冻结状态对基础安全承载至关重要。

输电线路新型复合式基础试验研究

针对表层由薄粘土层覆盖的风化岩体输电线路地基,传统的原状土掏挖基础或岩石嵌固式基础均不能有效地发挥其功效,单独采用任何一种基础将不符合安全经济环保的要求,特将上述2种基础型式相结合,提出新型环保型复合式基础型式。选择典型场地进行原型试验,试验基础施工安全,坑壁稳定,根据试验结果,新型复合式基础充分发挥原状土和岩石地基的高承载、低变形的优势,并推导出新型复合式基础的抗拔承载力、抗倾覆承载力的计算公式,为新型复合式基础在输电线路杆塔基础中的应用提供技术资料。

填海地区淤泥定向流动对单桩的影响

基于弹性地基梁理论和有效的数学处理方法,采用理论与实例分析相结合的研究手段,建立了单桩在水平附加压力作用下的挠度微分方程,从而得到单桩挠度.并利用实测桩身水平挠度,分析了由于淤泥的定向流动对桩身附加水平压力的影响.

带翼板掏挖基础转动中心位置的分析

在理论研究的基础上，结合工程实例数据，分析了带翼板掏挖基础在极限水平荷载作用时转动中心的位置，并与普通掏挖基础转动中心的位置进行对比，探讨了在地基与基础共同作用过程中，翼板对基础转动中心位置的影响。

不同环境条件下混凝土构件氯离子侵蚀试验

为研究不同环境条件下混凝土构件氯离子侵蚀劣化规律,开展弯拉应力构件的氯离子浸泡侵蚀试验和无应力构件的盐雾侵蚀试验.基于氯离子质量分数、构件弯拉强度及弯拉应变等测试结果,研究了侵蚀时间、环境温度、应力水平、环境氯离子质量分数及侵蚀方式等因素对氯离子扩散特征和构件抗弯性能的影响.试验结果表明:浸泡环境中混凝土内部氯离子质量分数较盐雾环境高;试件内部氯离子质量分数随腐蚀时间、环境温度、环境氯离子质量分数及应力水平的增大而增大;氯离子扩散系数随应力水平和环境温度的提高而增大;在较低应力水平、较低环境温度和较短的侵蚀时间内,混凝土构件极限弯拉强度有小幅度上升趋势,然后随侵蚀时间的增长而衰减;混凝土构件的极限弯拉应变随各影响因素的增大而降低.研究结果可为钢筋混凝土构件在氯盐侵蚀环境下的耐久性评估及设计提供依据,具有一定工程实际意义.

输电线路装配式基础应用研究

装配式基础作为输电线路全过程机械化施工体系中的一种杆塔基础型式,其结构单件重量轻、现场组装方便,已在线路工程的沙漠及冻土地区得到应用,但有其局限性,尚未开展过装配式基础全面调研分析。通过国内外资料调研、电力行业应用分析、灾后快速抢修中的应用及真型试验等研究,全面梳理装配式基础在输电线路应用中存在的技术问题,并提出优化分析建议,为其广泛的推广应用提供技术参考。

输电线路岩石嵌固式基础抗拔试验研究

针对输电线路工程新型环保基础–岩石嵌固式基础,进行现场真型试验,得到基础的上拔荷载–位移曲线与水平荷载–位移曲线,分析基础的承载特性与破坏机制,给出岩石等代极限抗剪强度的取值,采用极限平衡理论验算基础的稳定性,探讨地脚螺栓的荷载传递特性,并对其经济效益进行比较分析。研究结果表明,岩石嵌固式基础可应用于风化性较强的山区岩石地基,具有较好的经济性和环保性。

塔克拉玛干沙漠输电线塔装配式基础试验研究

为研究新疆塔克拉玛干沙漠地区输电线路工程中的组合装配式杆塔基础承载特性,开展了2种尺寸规格共4个基础在上拔与水平力组合作用下的现场试验,得到了基础顶部和基础底板的荷载-位移曲线、基础底板土压力变化规律。结果表明:上拔与水平力组合作用下,基础顶部上拔荷载-位移曲线为缓变型、水平荷载-位移曲线近似为直线;由混凝土底板和角钢支架所构成的组合装配式基础因自重轻、基础底板上覆沙体结构松散,使得基础的抗倾覆承载能力低。由混凝土底板和角钢支架组成的装配式基础各部件具有良好的协同工作性能,但水平荷载对装配式基础的承载性能影响大。根据基础上拔极限承载力试验值,采用柱式破裂面力学计算模型得到风加沙柱面平均摩擦阻力为2.6 kPa。

大口径三维曲线顶管顶力估算及实测分析

顶管顶进阻力由顶管机的迎面阻力和管节与土体间的摩阻力两部分组成,现有的顶力估算公式都具有一定的适用条件,虽然物理意义明确,但参数取值范围较大,往往估算顶力与实际工程顶力的匹配程度较低,尤其是在三维曲线顶管工程中受曲线段的影响,准确估算顶力的难度更大。以长413.0 m,外径为3.8 m,最小曲率半径为313.7 m的三维曲线顶管工程为研究对象,基于现有的顶力公式估算所需顶力大小并布设中继间,在该工程实测数据的基础上分析顶力组成及其与顶程、顶进曲率半径等影响因素之间的关系和顶管在平面曲线和垂直剖面曲线以不同曲率半径顶进的摩阻力变化规律。分析结果显示,曲线顶管摩阻力附加系数是真实存在的,且工程实测值与经验值有所偏差,但顶管在淤泥或黏土层中顶进时的摩阻力按规程推荐取值能够满足工程实践需求。最后提出了顶力估算及中继间的布置建议,为类似工程提供依据。

土性指标的自相关特征参数及其确定原则

根据随机场理论 ,讨论了土性指标的自相关性及其特征参数的计算方法 .以静力触探比贯入阻力 ps 值为例 ,探讨了土性指标相关距离计算方法的适用性与计算结果的确定原则 .以实际工程的勘察测试资料为依据 ,进行了大量的相关距离的计算 。

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—土体塑性区出现和发展—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FLAC3D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。

上拔与水平力组合作用下加筋风积沙斜柱扩展基础试验

在土工格栅加筋风积沙、土工网垫加筋风积沙以及未加筋风积沙地基条件下,开展了3个不同尺寸斜柱扩展基础上拔水平力组合荷载作用下9个工况的现场试验。根据基础的顶部荷载与位移、基底土压力变化以及地表裂缝分布情况,分析了基础尺寸、加筋材料及其铺设方式对风积沙斜柱扩展基础承载性能的影响规律,研究了加筋风积沙地基的破坏机理。结果表明:加筋风积沙斜柱扩展基础上拔水平力组合荷载作用下①其承载机理是基础底板上方地基压缩挤密—塑性区出现并进一步发展—局部剪切破坏的渐进破坏过程,且地基破裂面具有不对称性;②土工格栅提高了风积沙地基的抗拔和抗倾覆的承载能力和抗变形能力,且铺设层间距越小,改善效果越好;土工网垫由于其易变形特点,不能提高甚至降低了风积沙地基承载能力;③降低基础露头高度、增加基础埋深、扩大基础底板尺寸均可有效提高基础上拔和水平承载力。

风积沙地基斜柱基础上拔水平力组合荷载试验

对不同埋深、不同底板宽度和不同露头高度的风积沙地基斜柱式扩展基础,在上拔与水平力组合荷载作用下的承载变形特性、基础底板与风积沙地基之间的接触压力变化规律开展现场试验研究。结果表明,由于风积沙地基的散体结构特性,上拔与水平力组合荷载作用下斜柱式扩展基础的强度机理可概括为:风积沙地基被压缩挤密-塑性区出现和发展-整体上拔破坏的渐进破坏过程,地基破裂面具有不对称性。水平荷载大小、深宽比及嵌固程度是决定斜柱式扩展基础抗拔承载力的重要因素,增加基础深宽比及嵌固程度可有效提高基础稳定性。

输变电工程滑坡灾害危险和风险性评估方法研究

根据输变电工程滑坡地质灾害多发的问题,区别于以往地质灾害危险性和风险性评价突出地质因素的问题。基于力学机制,提出了输变电工程滑坡地质灾害危险性评价的基本内容、单因素3级评价标准和多因素5级评价标准;风险性评价的基本内容、单因素4级评价标准和多因素5级评价标准。根据危险性和风险性的5级分级情况提出了不同情况下的3级调控措施,科学、持续的管理措施为先,分级分类监测为辅,科学经济的工程防治措施为主。相关评价方法具有内容约束、可操作性强的特点,需要指出的是权重和调查必须由有经验的地质工程师定期开展。

邻近建筑荷载对地下管线的影响分析

为研究邻近建筑荷载对地下给排水管线的影响 ,应用弹性半空间受分布荷载作用的解答 ,得到了邻近建筑附加荷载在管线上的附加应力分布情况 ,并采用曲线拟合方法对附加应力分布进行了拟合分析 .应用文克勒弹性地基短梁理论 ,推导出附加应力作用下管线的变形、剪力和弯矩计算方法 .结合管道接头处的力学特性 ,提出了管道错位、开裂等地下管道病害的定量化评判方法 ,为进一步评价地下管线在正常使用状态下的安全性提供了依据 .结合工程实例进行的对比分析表明理论计算结果与实际情况比较吻合 .

风积沙地基装配式偏心基础抗拔试验研究

在毛乌素沙漠中开展装配式偏心基础在上拔、上拔+水平力组合荷载作用下的现场试验研究。根据试验加载过程中监测的基础顶部位移、地表竖向位移及基础底板土压力数据,分析基础顶部的荷载-位移特性,研究装配式偏心基础的抗拔承载机制。结果表明,(1)在上拔、上拔和水平力组合作用下,基础顶部上拔和水平位移曲线均呈二阶段的承载特性;(2)当仅受上拔荷载作用时,基础偏心引起的附加弯矩,使得基础底板产生偏转,基础及底板上覆部分沙土自重抵抗上拔荷载,而在上拔和水平力组合荷载工况下,基础偏心引起的附加弯矩小,与上拔荷载工况相比,基础极限抗拔承载力提高8.7%,即在组合荷载工况下装配式偏心基础能够发挥更多的沙土来抵抗上拔荷载;(3)根据装配式偏心基础的抗拔承载机制,引入外荷载合力作用线与支架作用线之间的夹角δ来反映水平荷载对装配式基础抗拔破坏因子的影响,其影响规律为装配式基础的抗拔破坏因子随δ增加而降低。

输电线路掏挖基础抗拔极限承载力的可靠度分析

根据输电线路掏挖基础抗拔极限承载力计算理论,给出了现行DL/T 5219-2005《架空送电线路基础设计技术规定》中"剪切法"系数A1和A2的理论公式,可修正现行设计技术规定中A1和A2的参数取值。根据修正后的系数A1和A2计算了试验掏挖基础抗拔极限承载力的理论值。分析了无量纲随机变量试计比(试验值/理论计算值)的均值、标准差、变异系数和概率分布特征,提出了采用"校准法"对掏挖基础抗拔极限承载力的可靠度进行分析的方法,给出了其在不同安全系数条件下的可靠度指标,并据此量化分析了我国掏挖基础的安全可靠度指标。研究成果可为输电线路掏挖基础抗拔极限承载力计算理论的完善以及现行杆塔基础设计技术规定中"剪切法"抗拔计算系数A1和A2的修正提供依据。

沙漠地区风积沙地基输电线路装配式基础真型试验研究

沙漠风积沙地基输电线路杆塔基础设计是当前我国电网建设中的关键研究课题之一。沙漠风积沙属于特殊土地基,这种地基上的输电线路装配式基础缺少相关设计依据。针对沙漠风积沙地基输电线路基础工程的特点,进行了输电线路装配式基础的真型试验,得到了上拔与水平荷载、下压与水平荷载联合作用下的承载变形特性、基础构件的应变特性、基础底板与风积沙地基之间的接触压力变化规律。根据测试结果,确定了沙漠地区风积沙地基装配式基础的地基承载力和上拔角取值,得到了基础稳定的最不利工况,有助于提高基础设计的可靠性和合理性。试验结果为沙漠地区台远-塔中220 kV输电线路基础工程的设计提供了依据。