输电线路杆塔原状土基础抗拔力承载力计算探讨

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1、输电线路杆塔原状土基础抗拔力承载力计算探讨StudyonUltimateUpliftBearingCapacityofUndisturbedSoilFoundationinTransmissionLineEngineering鲁先龙程永锋张宇LuXian－longChenYong－fengZhangYu（国网北京电力建设研究院，北京，100055）（BeijingElectricPowerConstructionResearchInstituteofSGCC，Beijing，100055，China）【摘要】近些年来，基础上拔稳定性计算方法和计算参数的取值问题一直困

2、扰着线路结构工程设计人员。本文首先根据基础竖向上拔破坏时土体破裂面对称性假设，以经典土力学极限平衡状态下土微元体静力平衡方程式、Mohr－Coulomb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。在此基础上根据我国输电线路基础上拔稳定性计算理论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和相应的计算参数，进一步将该理论计算公式及其计算参数结果与DL/T5219－2005《架空送电线路基础设计技术规定》“剪切法”计算结果进行对比分析发现：（1）本文理论公式计算得到

3、的土体滑裂面抗拔极限承载力与按DL/T5219－2005查曲线图确定无因次系数A1和A2计算的结果存在较大差异，本文公式理论值远大于DL/T5219－2005查表计算值，按DL/T5219－2005计算结果偏于保守。（2）在相同的假设条件下，本文理论公式和DL/T5219－2005中通用计算公式得到的无因次系数A1和A2完全相同，表明DL/T5219－2005关于基础上拔稳定通用计算公式和DL/T5219－2005所推荐的A1和A2计算曲线图具有不一致性。此外，根据本文根据理论计算结果，作者还将不同的f和H/D条件下A1和A2的理论值制成表格，可供设计直接查用。本文

4、的研究成果为解决了目前输电线路原状土杆塔基础设计中无因次系数A1和A2取值的难题提供了一种有效的途经。【关键词】线路基础抗拔极限承载力原状土基础1　我国杆塔基础设计规定中上拔稳定设计方法上拔稳定性是输电线路杆塔基础设计的一项重要内容，东北电力设计院曾于20世纪70～80年代，对掏挖基础开展了相关的试验和理论研究，其研究成果已被列入SDGJ62－84《送电线路基础设计技术规定》中，促进了掏挖基础的推广应用，取得了显著的经济和社会效益。目前，输电线路杆塔基础设计依据是DL/T5219－2005《架空送电线路基础设计技术规定》，它是SDGJ62－84《送电线路基础设计技术

5、规定》的修订版，适用于新建的35kV～500kV输电线路杆塔基础的设计，对更高电压等级的输电线路杆塔基础只能参考使用。DL/T5219－2005《架空送电线路基础设计技术规定》是以SDGJ62－84《送电线路基础设计技术规定》为基础，采用等强度设计方法将SDGJ62－84《送电线路基础设计技术规定》安全系数法过渡到DL/T5219－2005《架空送电线路基础设计技术规定》的分项系数法，其设计计算理论基础没有发生根本变化。DL/T5219－2005《架空送电线路基础设计技术规定》对原状土基础上拔稳定性计算提供了“土重法”和“剪切法”两种设计方法。按“土重法”计算时，抗

6、拔承载力主要由基础自重及基础底板上方“上拔角”范围内土体重量组成，其原理简单，计算方便，因而得到了广泛采用。采用“剪切法”计算时，抗拔承载力由基础自重和土体破裂面剪切阻力的竖向分量组成，因考虑了土体自身的承载能力而较“土重法”合理。但近些年随着输电电压等级的提高，杆塔基础承受的荷载越来越大，设计人员在工程实践中发现：在大荷载下掏挖式基础按《送电线路基础设计技术规定》中“剪切法”计算基础尺寸反而比按“土重法”大，这种方法从理论上欠合理。当前，采用原状土基础已经成为我国架空输电线路基础发展的一个重要趋势，深入研究原状土基础抗拔力承载力计算理论，具有很强的理论和实践意义。

7、DL/T5219－2005《架空送电线路基础设计技术规定》“剪切法”计算模型如图1.1所示。　　　　　H≤hc　　　　　　　H＞hc图1.1　“规定”中“剪切法”计算示意图在不考虑相邻基础影响条件下，根据图1.1所示的基础埋深是否大于临界深度的不同，SDGJ62－84《送电线路基础设计技术规定》和DL/T5219－2005《架空送电线路基础设计技术规定》对原状土基础上拔稳定性计算按照“剪切法”计算公式分别如式（1－1）和（1－2）所示。　　（1－1）　　（1－2）式中：T为基础上拔力设计值，kN；gf为基础附加分项系数；H为基础的埋置深度，m；gs为基础底面以上