输电线路掏挖基础极限上拔承载力变分解法

针对输电线路掏挖基础极限上拔承载力问题,根据塑性极限平衡原理,假设基础周围土体发生整体剪切破坏并服从Mohr-Coulomb破坏准则,建立静力学平衡方程式,并结合变分法原理求解不同加载条件下基础的极限抗拔力。通过变参数计算,分析土体强度及基础埋深比对中心上拔、偏心上拔及倾斜上拔时基础极限上拔力的影响。经归一化处理,分别给出水平力和弯矩存在对基础抗拔力折减的影响系数。当归一化弯矩与上拔力比值Nm 0.4时,? m减小速度放缓。相对于内摩擦角,黏聚力变化对? m的影响更明显。水平力影响系数? h同时受到土体内摩擦角、黏聚力以及基础埋深比的共同影响,规范建议值较变分解法的计算结果偏大。通过与规范公式法计算结果及试验结果进行对比,验证了所提方法的合理性和准确性。研究结果为偏心上拔及高露头基础顶部作用水平荷载时基础抗拔承载力的计算提供参考。     

丘陵山区地带输电线路复合型基础探索与应用

针对丘陵山区地带广泛存在的地表为黏土或碎石土覆盖层、土层以下为微风化岩层的地质条件,在输电线路工程中探索应用了类似挖孔灌注桩加岩石锚杆的复合型基础,并与传统的输电线路基础进行了比较,论述复合型基础在提高经济效益和环保上的优势。     

不均匀地基桥梁明挖基础变形分析

研究目的:研究在地基强度不均匀条件下,桥梁明挖基础沉降及水平位移随地基不均匀深度变化的规律,为桥梁的勘察、设计及施工提供参考。研究结论:不均匀地基明挖基础会发生差异沉降及水平位移差,地基强度低的一侧变形值较大;基础沉降量函数、差异沉降量函数、水平位移量函数为对数形式,水平位移差函数为常数;基础顶部位置沉降量、差异沉降量、水平位移量、水平位移差值最大,向下逐渐减小;随着地基不均匀深度的增加,基础沉降量、差异沉降量、水平位移量呈对数函数形式增长,增幅逐渐减小,但水平位移差值不随地基不均匀深度的变化而变化,其值为常数;基底部分地基强度越高应力水平越高,地基中软硬分界面应力集中,易成破坏区。因此当地基软硬不均时,桥梁明挖基础变形随着不均匀深度的增大而呈增长趋势;地基中强度较高岩土体及靠近地基强度较低一侧的桥墩部分为偏压区域,应充分验算其安全可靠度。     

采空区对输电线路稳定性影响三维数值模拟分析

为研究地下煤矿采空区垮塌对其地表变形及其上建筑物安全性的影响,本文依托750kV渭延线送电工程,以Z149#～Z154#段输电线路为研究对象,利用MIDAS数值模拟软件建立了其三维分析模型,通过两种工况的模拟,对场区在不同开采作用形成的采空区影响下塔基变形及邻近边坡的稳定性进行了分析,获得如下结论：（1）现有工况条件下,形成的采空区主要对149#塔及150#塔产生较大影响,模拟结果显示,149#塔与150#塔之间Z方向位移最大达到0.7259m,与实际观测得到的该段地表最大沉降0.65m相比基本一致,模拟结果能反映实际变形情况;开采对149#、150#、151#塔塔基的不均匀沉降有所影响,塔脚间最大沉降差达到0.0091m,与现场实测150#塔脚最大沉降差0.0085m相比,结果基本一致;最不利剖面仅出现在149#塔、150#塔附近的边坡中,但均未形成贯通性滑移面,不会出现边坡失稳。（2）最终工况条件下,形成的采空区对场区内所有塔基均有影响,各塔Z方向的位移与现有工况相比均呈增大趋势;开采造成的塔脚最大沉降最大可达0.0120m,且150#塔、151#塔、152#塔产生的最大沉降差过大,需加强监测;各塔附近的边坡均受到开采的影响,但未形成贯通性滑移面,不会出现边坡失稳。本文研究内容可为采空区上覆输电线路及其他相关建筑物的安全运营和防治提供技术支持和参考。     

紫坪铺水电站泄洪洞围岩稳定性的FLAC3D分析

在高坝建设中.由施工期导流洞改建成的"龙抬头"形式永久泄洪洞是实际工程中一种常见形式.本文以紫坪埔为例,在岩体结构模型概化的基础上.采用FLAC3D"的数值分析方法t系统研究了紫坪铺水电站导流洞改造成泄洪洞,开挖完成后围岩的二次应力场、变形场和塑性破坏区的变化特征,与开挖过程中的监测资料进行对比分析.为洞室稳定性评价和工程施工设计提供了基础资料和参考依据.     

砂土中盾构隧道开挖面失稳土体三维形状分析

合理确定盾构隧道开挖面前方失稳土体的形状是开挖面极限支护压力计算及开挖面失稳风险评估的基础和难点。建立模拟盾构隧道开挖面失稳过程的数值模型,利用Handy拱效应理论,依据Mohr-Coulomb破坏准则,得出失稳土体破坏位置和形状的计算方法。研究结果表明,水平方向由于隧道左右两端的支承作用产生水平压力拱,使失稳土体存在一个极限边界,极限边界内垂直方向的土体移动产生悬链线形的最小主应力拱,失稳土体形状类似贝壳形。以南京地铁3号线浦珠路站－滨江路站区间盾构隧道工程作为算例,理论分析和数值模拟结果吻合较好。     

椭球形空洞地基稳定性分析

为了分析地基中的椭球形空洞的稳定性,利用叠加原理得到了线弹性各向同性无限大体中在远场三轴应力作用下椭球形空洞壁上出现极值的关键点应力精确解,为此又采用Matlab程序求解当s(短、长半轴之比)趋近于1时的极限而退化成球形空洞的应力精确解。最后利用摩尔-库仑准则判定椭球洞在三轴应力作用下的稳定性。分析结果表明,在远场应力状态相同的条件下,椭球洞相对于对应的椭圆孔不易失稳,指出土洞的三维椭球洞模型要比对应的二维椭圆孔模型和球形空洞更符合实际。     

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     

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。     

输电线路装配式基础下压计算时底面积取值研究

输电线路混凝土板条与角钢支架组合的装配式基础已在工程中得到应用,由于底板板条间存在空隙,基础在下压计算时底板面积取值尚不明确。通过地基土极限承载力理论分析,相邻板条间存在土拱效应,可将整个底板下的浅层土体近似等效为刚性体共同抵抗下压荷载。不同板条间距的现场试验表明,板条间距变化对荷载位移曲线基本无影响,板条下与空隙处的土压力差值在3倍底板宽度埋深时差距较小,在5倍底板宽度埋深时差别可忽略,且由于应力扩散作用板条间距变化对深层土压力无影响。根据理论研究与现场试验成果,建议装配式基础在下压计算时底板计算原则应按照底板板条包围的整体面积进行计算。     

地下连续墙施工影响应力重分布的数值模拟

对武汉市某超大型超深基坑10幅邻近地连墙跳跃式施工过程进行了三维有限差分数值模拟。数值模拟步骤依次为泥浆护壁成槽开挖、混凝土浇筑及混凝土硬化3个过程。泥浆护壁成槽开挖及混凝土浇筑分别采用常静液压力和变静液压力的方式加载,混凝土的硬化过程采用变弹性模量和泊松比的线弹性实体单元完成。数值计算结果与实测数据吻合较好。对单个跳跃式开挖过程墙上土压力的监测揭示了地下连续墙施工影响应力重分布的变化规律。模拟施工完成后10幅地下连续墙上的土压力值沿墙长度方向随静止土压力值上下波动,波谷出现在槽段连接处附近,波峰接近槽段中心轴,波动幅度大小与土体深度有关。分析表明,泥浆压力、混凝土灌注压力及土压力差值是影响墙后应力重分布波动幅度的主要原因,适当的泥浆重度及合理的注浆方式能避免土体扰动。     

岩溶区土洞地基稳定性分析

地下水产生的潜蚀作用和崩解作用,对地基中土洞发育乃至破坏失稳有重要的影响.根据弹性理论及相关分析,可以获得地基中土洞周边土体的应力状态,再利用莫尔-库仑屈服准则,对其进行安全稳定性判别.结合工程实例计算,发现地下水位变化将导致土洞周边土体应力状态发生明显改变,并有可能导致土洞地基破坏失稳.     

考虑连续墙接头效应的软土大型盾构工作井稳定性分析

基于地下连续墙分幅施工的工程实际状况,建立了连续墙不抗弯不抗剪柔性接头、抗剪不抗弯半刚性接头以及抗剪又抗弯刚性接头的力学模型。结合南京纬三路过江隧道盾构工作井地下连续墙的设计,通过数值模拟,研究了连续墙接头型式对于墙体水平位移以及支护体系受力的影响规律。研究成果表明,在做好连续墙接头防渗的前提下,采用柔性接头时墙体的水平位移较大,支护体系内力明显增高;采用半刚性接头时既可以有效地限制墙体的水平位移,又可以将墙体承担的土压力分担到临时支撑和环梁之上,降低连续墙墙体的内力;采用刚性接头时可以降低临时支撑、环梁以及内衬的内力,但连续墙墙体要能承担极大的竖向弯矩和数值相当的横向弯矩。综合考虑建议工作井采用抗剪不抗弯的半刚性接头。     

工字钢水泥土搅拌墙基坑支护的力学性能研究

河南某基坑最大开挖深度为5.8 m,场地以饱和淤泥质粉质黏土为主,与周边既有建筑最近距离为1.2 m,采用工字钢水泥土搅拌墙和预应力扩大头锚杆进行支护。运用PLAXIS有限元软件对该基坑支护结构进行数值模拟,得到了不同工况的土体位移、工字钢水泥土搅拌墙轴力和弯矩、预应力锚杆的锚固力和各开挖阶段的总乘子 ,结果表明,数值计算的土体水平位移与实际监测数据比较吻合,验证了工字钢水泥土搅拌墙建模的合理性;PLAXIS软件能较好地模拟基坑开挖过程中土层及结构的变形特点,验证了PLAXIS有限元软件在基坑工程的适用性;数值计算的土体水平位移、锚杆轴力、采用强度折减法计算的各开挖阶段的总乘子 均满足基坑设计要求,验证了工字钢水泥土搅拌墙在基坑支护的可行性,为类似基坑设计提供了理论依据。     

软基中500 kV输电桩板塔基现场试验与数值模拟

针对软弱淤泥地质条件下500 kV输电线铁塔桩板基础型式,在对桩进行完整性检测后,又对整个桩板基础进行了现场堆载、上拔力学试验,同时监测板底压力与桩身钢筋计的受力状况以及大板4脚、基柱的位移变形。试验结果表明,桩板基础具有良好的抗压、抗拔性能,在抵御外载荷作用时,表现出良好的整体性,能够很好地满足工程的需要;通过ABAQUS建立计算模型,在模拟结果与试验数据基本一致的基础上,进一步验证了现场试验的结论,为模拟桩板基础其他受力工况提供了可靠的模型依据。     

南宁良庆大桥北岸锚碇深基坑边坡稳定性分析

通过对南宁良庆大桥北岸锚碇深基坑边坡的工程地质条件、水文地质条件、土的物理力学参数等因素的综合研究,采用理正岩土软件对基坑边坡稳定系数进行计算,结果表明,暴雨工况下边坡不稳定。选用最具代表性的剖面采用FLAC3D进行数值模拟,得到最大不平衡力收敛曲线,模型水平、铅直和剪切3个方向的应力和位移云图,分析总结了该边坡内部应力的平衡状态以及边坡的滑坡机理,并提出了相应的边坡治理措施。