考虑机械化施工的新型装配式基础设计方法.pdf

1、考虑机械化施工的新型装配式基础设计方法三峡大学输电线路工程系 王彦海 2024.8.22短桩斜锚基础输电线路力学、输电线路施工、输电线路全要素监测技术等教学科研工作。新型装配式基础设计、输电线路先进监测技术与安全性评价、输电线路全方位加固、输电线路缺陷图像识别等方面取得了一些研究成果国家自然科学基金项目和电网公司科技项目10多项，发表核心及EI、SCI检索论文40余篇，授权发明专利10项。2006年至今一直从事围绕实际需求开展主持、承担及发表适用于机械化施工的典型基础类型适用于机械化施工的典型基础类型Part 1Part 2Part 3Part 4Part 5输电短桩斜锚复合基础有限元建模方法

2、及验证输电短桩斜锚复合基础有限元建模方法及验证输电短桩斜锚复合基础抗拔承载特性分析与计算输电短桩斜锚复合基础抗拔承载特性分析与计算输电短桩斜锚复合基础核心机械配置输电短桩斜锚复合基础核心机械配置下一步工作计划下一步工作计划 目目 录录1 适用于机械化施工的典型基础类型螺旋锚基础旋挖钻机挖孔基础适用条件平原、河网、泥沼地区粉土、粉质黏土、软弱土壤丘陵、山地地区无地下水土体岩体地层均可。灌注桩基础1 适用于机械化施工的典型基础类型适用条件平地、河网及泥沼地区地层承载力低地下水位浅。丘陵、山地及平地地区无地下水场地土层较厚。掏挖基础岩石锚杆基础1 适用于机械化施工的典型基础类型大开挖基础适用条件丘陵

3、、山地等岩体较为完整的地区坚硬岩、较坚硬岩、较软岩平地地区，部分承载力较高的河网泥沼地区土层较厚1 适用于机械化施工的典型基础类型基础类型硬质岩软质岩一般土层软弱土层覆盖层薄覆盖层中覆盖层厚覆盖层薄覆盖层中覆盖层厚无水有水有水螺旋锚-+挖孔桩+灌注桩-+掏挖+-岩石锚杆+-+-大开挖-+-+注：“+”表示普遍适用，“+”表示部分适用，“-”表示不适用。（基建技术201627号）覆盖层厚度中等（4m7m)挖孔桩掏挖岩石锚杆基础复合基础结构复杂地质条件开挖量大不经济提高抗拔性能短桩斜锚基础适用于机械化施工的典型基础类型适用于机械化施工的典型基础类型Part 1Part 2Part 3Part 4P

4、art 5输电短桩斜锚复合基础有限元建模方法及验证输电短桩斜锚复合基础有限元建模方法及验证输电短桩斜锚复合基础抗拔承载特性分析与计算输电短桩斜锚复合基础抗拔承载特性分析与计算输电短桩斜锚复合基础核心机械配置输电短桩斜锚复合基础核心机械配置下一步工作计划下一步工作计划 目目 录录2 输电短桩斜锚复合基础有限元建模方法及验证2.1 有限元模型建立有限元模型建立工程概况工程概况 试验位于广东阳春市潭水镇境内，通过现场实地勘测，查明给场地上覆厚土层47m、下卧微风化的石灰岩。试验场地钻孔地质的剖面图（部分）现场岩土体芯样模型建立与参数设置模型建立与参数设置(a)FH1-6结构示意图(b)现场实例模型图

5、 针对输电线路工程中普遍存在的上覆47m厚土、下卧硬岩的特殊地基条件，提出一种抗拔性能高的新型短桩斜锚复合基础，首先通过ABAQUS建立短桩锚杆复合基础现场试验验证模型。材料弹性模量E/MPa泊松比密度/（gcm-3）黏聚力c/kPa内摩擦角/()粉质黏土100.351.91624微风化石灰岩4500.232.470053基础300000.22.5 表1 数值模拟计算参数2 输电短桩斜锚复合基础有限元建模方法及验证2.2 数值计算结果与现场试验对比验证数值计算结果与现场试验对比验证 图1 岩土体和基础最大主应力云图 左图为试验基础FH1-6 P-s曲线。由其可知，上拔荷载作用下基础的数值模拟与

6、现场试验的P-s曲线较吻合，极限抗拔承载力分别为1832kN和1800kN，误差值不超过1.7%，说明采用本文建立的有限元模型模拟复合基础的上拔受荷行为具有可行性，其建模方法、材料本构模型的设置，材料力学参数取值是合理的。图1为试验基础在上拔极限状态下的数值模拟结果，从图 1(a)、(b)可看出，短桩周围的土体隆起，与试验中土体受到先张拉后剪切的破坏形式一致，直锚周围岩体应力分布呈倒锥形，直锚自身应力分布由锚顶至锚底依此减小，表明了直锚在岩体中的良好锚固作用；图(c)中，下部直锚的应变大于上部短桩，与试验中直锚复合基础以锚杆拉伸变形为主的结论一致。(a)岩土体最大主应力云图（b）基础最大应力云