黄土地基联合板索基础抗拔机理研究.docx

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1、黄土地基联合板索基础抗拔机理研究由于现有输电线路基础存在固有缺陷,黄土地区电塔基础下沉、破坏现象时有发生。为了提高黄土地基输电线路基础的稳定性和安全性,本文构建了适用于黄土地基的输电线路联合板索基础,并获得了发明专利,该基础能充分发挥黄土、锚索及锚板的力学特性,可大幅度降低基础造价。为验证该基础的可靠性和合理性,本文对联合板索基础在黄土地基中的抗拔机理和极限抗拔承载力进行了深入系统研究,所做的创新性研究和取得的主要结论如下:(1)建立了黄土地基中锚板上拔极限抗拔承载力计算的三维力学模型,运用剪切法推导了不同埋深条件下黄土中锚板上拔极限抗拔承载力计算公式,并对计算公式

2、进行了简化分解。编制了无因次系数计算程序,将用程序计算得到的无因次系数结果与扩底桩无因次系数结果进行了对比分析,初步得出联合板索基础抗拔承载力计算公式是合理的结论,同时得出锚固土体物理力学参数中,粘聚力c对联合板索基础抗拔承载力的影响最大。(2)运用FLAC3D有限差分数值模拟分析软件,通过建立联合板索基础上拔数值模拟分析模型,模拟分析了黄土地基中浅埋和深埋条件下的联合板索基础抗拔机理与黄土地基中破裂面的形成和演化,发现黄土地基中塑性破坏区的发展受到剪应变的直接控制。并且研究了联合板索基础极限抗拔承载力的影响因素,分析了方形与圆形锚板的等效关系,得出边长直径等效方法

3、是方形锚板抗拔设计较为安全的方法,为锚板抗拔承载力的等效计算提供了依据。对锚板在深埋和浅埋状态下的锚固土体抗拔过程进行了计算分析,得出深埋和浅埋情况下锚固土体的应力应变变化规律和破坏情况,同时得出计算锚固土体的临界埋深比为2.5左右,为锚板的设计提供了重要的临界埋深比参考值。(3)设计了锚板抗拔现场实验装置,通过现场试验,获得了黄土地基锚板上拔的位移-时间曲线、荷载-位移曲线、极限抗拔承载力-埋深比曲线、抗拔承载力系数-埋深比曲线、地表破裂面半径-埋深比曲线,深入系统地研究了锚板抗拔机理,证实了埋深比对锚板抗拔承载能力具有最重要影响,为黄土地基联合板索基础的理论计算

4、、数值模拟分析和设计施工研究提供了真实准确的数据。分析了现场锚板抗拔实验中油压表法和切线法推算极限抗拔承载力各自的利弊,得出锚板在深埋状态下,切线法计算得到的抗拔承载力值与油压表测量得到的值相差较大,且油压表法计算得到的值更能反映锚板的抗拔承载力情况。分析了影响实验结果偏差的原因,得出分层碾压、测量误差、荷载施加不连续、土样实验取值误差等都将造成试验结果的不准确,同时得出分层碾压是影响试验结果产生误差的最主要原因。(4)对联合板索基础锚板抗拔理论研究、数值模拟研究和现场试验研究结果进行了对比分析,得到了产生误差的原因。运用反推粘聚力法对数值和理论计算结果进行了修正,

5、将修正后的结果与试验结果进行对比,发现三种方法得到的抗拔承载力值非常相近,误差较小,证明三种研究方法的正确性。同时,揭示了黄土地基联合板索基础锚板的抗拔机理,获得了锚板上拔极限抗拔承载力和黄土地基中破裂面形成演化规律,为黄土地基联合板索基础的设计、施工提供了理论支撑。