节理裂隙岩体地基输电线路基础承载性能现场试验研究

2018-07-24潘晓冬岳华刚康建国田建涛

中国建材科技 2018年2期

潘晓冬岳华刚白伟李洋康建国田建涛

（1国网新疆电力有限公司经济技术研究院，新疆乌鲁木齐 830002；2 新疆送变电有限公司，新疆乌鲁木齐 830002）

节理，又名裂隙，指岩石在自然条件下形成的裂纹或裂缝。岩石受力破裂，但沿破裂面并未发生明显位移现象，其破裂面称节理面。裂缝组数0～2组、裂缝间距＞1.0m，称为岩体节理裂隙不发育；裂缝组数2～3组、裂缝间距0.3～1.0m，称为岩体节理裂隙较发育；裂缝组数＞3组、裂缝间距＜0.3m，称为岩体节理裂隙发育。

节理裂隙岩体地基需开展适用于覆盖层不同的复合锚杆基础等理论与试验的系统化研究，形成新疆山区岩体地基的输电线路杆塔基础模块化和标准化设计及施工技术，提高新疆输电线路杆塔基础的施工质量，缩短输电线路建设周期，降低输电线路投资，促进新疆地区输电线路建设的提升和环保水平的提高[3]。

1 试验地质条件

分别选择在四处不同地点的输电线路沿线开展了掏挖基础、岩石锚杆基础、复合基础的现场真型试验[1]。

2 试验基础设计尺寸与试验数量

原则上复合基础设计尺寸为掏挖基础与岩石锚杆基础设计尺寸之和，现场试验样本量共计32 个，其中掏挖基础10 个、岩石锚杆基础11 个、复合基础11 个[2]。

3 试验结果分析

现场试验中，掏挖基础、岩石锚杆基础与复合基础的荷载位移曲线均是3 个相同尺寸试验的平均值。荷载位移曲线呈突变型，掏挖基础、岩石锚杆基础、复合基础对应的极限上拔承载力分别为1000kN、1200kN、1800kN，对应的上拔位移分别为11.39mm、5.01mm、4.87mm。

与现场真型试验得到的复合基础荷载位移曲线对比分析可知，“掏挖×0.8+岩石锚杆×0.8”得到的极限承载力与复合基础现场试验得到的极限承载力基本吻合，且拟合曲线一直处于数值模拟曲线的下方，处于偏安全状态，因此建议可按照“掏挖×0.8+岩石锚杆×0.8”来得到复合基础的极限承载力。

表1 现场试验基础设计尺寸与试验数量

根据现场真型试验结果分析，复合基础的上拔破坏机理如下：a）在加载初始阶段（小位移量状态），掏挖部分与岩石群锚部分共同抵抗上拔荷载；b）在加载过程中，由于岩石锚杆部分达到极限承载状态的位移量较小，岩石锚杆部分应首先达到极限承载状态；c）随着上拔荷载的继续增加（大变形状态），岩石锚杆部分达到极限状态出现性能软化，而掏挖基础的承载力则进一步发挥，掏挖部分承载力发挥速度大于岩石锚杆部分承载力衰减速度，当两者的消长量相当时，复合基础达到极限承载状态，直至发生整体性拉拔破坏。

另外，从试验结果也可看出复合基础的极限承载力不是掏挖基础与岩石锚杆基础极限承载力的简单叠加，而是存在上部掏挖部分发挥其极限强度比例、下部岩石锚杆部分发挥其极限强度比。