中密风积沙地层金属装配式基础抗拔模型试验与承载力改进计算方法

金属装配式基础因施工方便与综合造价低而被越来越多地应用于风积沙地区输电线路基础工程。针对中密风积沙开展全模和半模抗拔模型试验,研究了不同深宽比下基础的上拔荷载-位移特性和抗拔破坏模式。结果表明,抗拔荷载-位移关系曲线随着基础深宽比λ变化而改变。当λ=1.0时,曲线呈缓变型;当λ=2.0~5.0时,曲线呈软化型。随着λ的增大,抗拔拔承载力随之增大。在加载过程中,地表以基础顶部为中心逐渐形成近似为圆形的隆起区域,隆起程度随着上拔位移增大而不断增加,最终形成整体破坏,此时滑动面贯穿地表;通过半模试验观测的上拔土体滑动面子午线可用直线方程近似描述,且抗拔角随着λ的增大而减小。根据上述试验结果,基于Veesaert滑动面摩擦强度理论和极限平衡原理,提出了金属装配式基础的抗拔承载力改进计算方法,计算结果相较于土重法和剪切法更接近试验值,且离散程度更小。

风积沙地基金属装配式基础的真型试验研究

越来越多输电线路穿过风积沙覆盖的沙漠地区,金属装配式基础具有良好的适用性,但目前现场试验研究甚少。在毛乌素沙地南缘的陕西榆林地区,开展多组风积沙地基金属装配式基础的真型上拔试验,测试与分析基础的上拔承载力、上拔与地表位移、支架与底板应力、上部土压力等参数变化。研究结果表明:金属装配式基础的上拔荷载-位移曲线形态与扩展基础类似,可分为近似直线段、塑性过渡段和直线失稳段;上拔累计竖向位移达到21~23mm时,基础进入极限状态;加载过程中基础顶部周围地表若出现细小裂缝,并沿对角线方向扩展,则基础在下一级荷载下进入极限状态;通过分析基础上部土压力的变化特征,可发现基础上拔破裂面上的破裂点,据此推算出实际上拔角;现有规范中土重法计算的上拔承载力,相较极限上拔承载力试验值偏大,建议相关地区基础设计时上拔角取为19.0°~19.5°。

偏心对全金属装配式基础抗拔性能影响研究

为探究偏心对全金属装配式基础承载性能的影响,利用AnsysWorkbench建立双轴对称(A类,偏心距e_(x)=e_(y)=0)、单轴偏心(B类,偏心距e_(x)=0,e_(y)=0.1~0.6 m)及双轴偏心(C类,偏心距e_(x)=e_(y)=0.1~0.6 m)三类全金属装配式基础与土体模型,以上拔水平力组合荷载为试验工况对基础进行分析,研究基础的位移特性、整体应力及底板变形情况。研究表明,偏心距为0.3 m的单轴偏心基础竖向位移最小为8.83 mm;B、C两类偏心基础屈服时的荷载随偏心距增大呈先增后减的变化,偏心距为0.3 m的单轴偏心基础屈服时荷载最大约为990 kN;基础底板的极差值随偏心距呈先减后增的变化,偏心距为0.3 m的单轴偏心基础底板变形极差值约为1.8 mm。综合比较三类基础发现,单轴偏心基础在组合荷载作用下承载性能较好,其中偏心距为0.3 m的单轴偏心基础是最适宜的全金属装配式基础偏心结构型式。

板间距对风积沙金属装配式基础上拔承载力影响研究

新能源电力工程建设的发展,正推动金属装配式基础在风积沙地区的应用,底板间距的设计关系到上拔承载力的计算与成本控制。为此,在风积沙地基中开展真型试验与活动门试验,研究板间距与板宽之比为1.0,1.5和2.0情况下,基础的承载力、应力、周边土压力变化规律及板间土拱发展规律。结果表明,金属装配式基础的上拔承载力随板间距增大而线性减小;支架应力随板间距增大而减小,随距底板高度增大而增大,底板应力变化与支架相反,最大应力多出现于板条悬挑处;板间距对基础破裂面位置几乎无影响,反算的上拔角为20°;活动门试验发现,板间距越大,土拱越高,板间损失土体的体积越大,导致基础抗力损失越多;考虑板间土拱效应对土重法进行修正,计算结果更接近上拔承载力实测值。研究成果可为金属装配式基础板间距的合理设计提供参考依据。

装配式型钢基础抗压抗拔承载力的试验及计算

通过在两个不同基础底面尺寸的装配式型钢基础进行抗压、抗拔承载力和变形特性试验研究,考察了型钢基础及土体的变形及破坏型式,试验中该类基础发生土体剪切破坏而失效,最后提出了基于试验研究的抗压、抗拔承载力计算理论,其中抗压承载力根据有效底面积计算;抗拔承载力应考虑基础上拔产生应力扩散形成的破坏土体进行计算;计算中建议按土体的内摩擦角取用不同土体的上拔扩散角;地下水位以下土体上拔扩散角建议取为0o。研究成果为该类基础的承载力计算理论、设计方法及实际工程应用提供理论依据。

330kV刘天关输电线路关山重冰段回访

我国第1条330 kV刘天关输电线路关山重冰段设计的特点,可归纳为:采用门型直线铁塔,横担导线挂点不设隔面,60°夹角的V型串,金属装配式基础。经过35年的运行证明:该线路设计时的气象区、线路走径、塔型及基础的选择比较合理,各种材料的制造质量较高,施工安装质量也较高,塔材的规格、尺寸、镀锌、材质较好。该线路工程为类似条件下的线路设计积累了宝贵的经验。