加筋挡墙在山区变电工程中研究与应

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1、超高加筋土挡墙在山区变电工程中研究与应用1超高加筋土挡墙在山区变电工程中研究与应用的意义我国在古代就应用了植物加筋填土技术，进行地基和土工构筑物加固处理，取得了良好的实效。现代土工加筋方法由法国建筑工程师亨瑞威尔在1960年早期采用。他的研究引导了加筋技术的产生和发展,最早采用的是钢带加固，而后广泛应用了高分子聚合物加筋材料。1979年云南省煤炭设计院在云南田坝矿区建成了我国第一座加筋土挡墙储煤仓成为我国引入现代加筋土技术的标志。加筋土技术的设计理论和施工技术也日趋成熟，其应用领域也不断扩大，迄今已在全国建成加筋土工程逾千座，取

2、得了巨大的经济效益和显著的社会效益。在电力系统膨胀土地区330kV变电工程中应用尚无先例。1.1加筋土挡墙的技术特点加筋土挡墙与传统的钢筋混凝土和圬工挡墙相比有许多优点,表现在:施工过程简便、快速,不需要大型的施工机械。施工时不需要特殊技术人员。与其他结构相比,需要较少的现场准备工作。施工时占用场地更小。减少道路用地要求。加筋土结构能适应地基沉降变形能力强,故不需要坚固的地基。造价经济。可节省工程造价25％～50％。高于25ｍ的墙体,技术可行。加筋土挡墙最大的优点在于它对软弱地基的适应性和承受变形的能力。根据在地震活动地区的观察

3、,这种结构证明了它具有比刚性混凝土结构更高的抗震能力。1.2膨胀土地区山区变电工程出现的问题1山区变电工程出现的问题由于变电站的选址要求,站址常位于山区,山区地势起伏不定，地质颇为复杂。平整场地往往采用挡土墙结构，由于地势起伏回填土层不均匀，虽然地基满足承载力的要求,但因为回填土和原状土存在压缩性差异,地基的不均匀沉降会导致建筑物产生楼板开裂、墙体产生裂缝等现象．变电站工程属生命线工程，对侧向和竖向差异变形控制及要求非常严格，本课题的目的就是要严格控制超高挡土墙的以上两种变形和膨胀土的不良地质作用，确保变电站的安全运行．2膨胀土

4、的特性膨胀土即指土的粘土矿物成分中富含亲水性粘土矿物,以强亲水的蒙脱石和伊利石为主，具有吸水显著膨胀软化,失水急剧收缩硬裂,以及往复湿胀干缩特性的高塑性粘性土。当膨胀土作为回填土时，膨胀土的侧向和竖向膨胀变形会引起地基裂缝和不均匀沉降，给工程设计和建设带来了严峻的考验。1.2膨胀土地区山区变电工程出现的问题1.3超高加筋土挡墙在山区变电工程中应用加筋土结构由于拉筋具有柔性，能较好地随土下沉而变形，充分利用材料的性能以及与筋带的共同作用，因而能克服较大沉降差异。在山区变电工程，尤其是膨胀土地区的山区变电工程，在变电站站区采用超高加

5、筋土挡墙技术，不仅能大大降低工程造价，更重要的是能保证整个变电站站区及站内建构筑物的安全、达到站内电气设备对沉降、变形的要求。从而为变电站的安全运行提供有力保障，具有很好的安全效益、社会效益和很大的经济效益。1.4课题依托工程及项目●本课题结合330kV金州变工程330kV金州变电站工程：位于安康市关庙镇一个哑铃形的山顶，东南侧场地高差约１9m；场地分布弱膨胀性土，作为填筑材料压实后，尽管填土比较密实，但浸水后仍有较大的膨胀变形，不利于变电站地基稳定；该工程采用了弱膨胀性土的加筋土挡墙维持填土地基工程的稳定措施。●本课题结合国家

6、自然基金项目非饱和土等效固结变形试验研究与理论分析，项目编号50779054总平面及竖向布置图膨胀土的基本力学参数330kV金州变工程填土为膨胀土，而填土的基本力学参数是进行加筋土室内模型试验成果分析和挡土墙稳定性验算的基础，从现场取土分别进行了室内膨胀土力学参数试验和加筋土模拟试验。室内模型试验主要分析筋带与填土之间的摩阻和抗拔特性，进行单根筋带填埋于填土中拉拔过程的荷载与位移变化，揭示筋带在填土中的实际受力状态，验证设计的合理性，保证加筋土挡墙的稳定性。模型试验的设计模型试验利用西安理工大学为本项目自主研制开发的加筋土模型试

7、验机，最大限度地模拟现场加筋土挡墙中筋带与填土之间的作用机理，探讨和研究二者之间的摩擦相互作用特性，以及加筋土挡墙的稳定性与筋带的抗拉拔特性、破坏形式之间的变化规律，从而获得基本的物理力学参数，为现场加筋土挡墙的设计和施工提供必要的基础和条件。1加筋土模拟试验机模型试验机由模型试验槽、土层上覆荷载模拟加压系统、锚固拉拔系统和加筋带应力应变量测系统四部分构成。2.4拉拔模型试验1试验内容：试验依据《公路加筋土工程设计规范》(JTJ/015--91)进行。具体试验内容如下：(1)不同长度筋带，在不同上覆压力时的拉拔试验；(2)沿筋带

8、不同长度的应力和应变测试；(3)不同的填土压实度时，筋带的拉拔试验。通过以上试验可以测试筋带的握裹力，筋带的抗拉拔强度，沿筋带的应力分布情况，研究填土与筋带之间的摩擦力作用机理。2.5试验部分结果1拉拔力与拉拔位移关系（不同筋带长度和干密度）2极限拉拔力与上覆压