節(jié)理裂隙巖體地基輸電線路基礎(chǔ)承載性能現(xiàn)場試驗(yàn)研究

潘曉冬 岳華剛 白 偉 李 洋 康建國 田建濤

（1國網(wǎng)新疆電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，新疆 烏魯木齊 830002；2 新疆送變電有限公司，新疆 烏魯木齊 830002）

節(jié)理，又名裂隙，指巖石在自然條件下形成的裂紋或裂縫。巖石受力破裂，但沿破裂面并未發(fā)生明顯位移現(xiàn)象，其破裂面稱節(jié)理面。裂縫組數(shù)0～2組、裂縫間距＞1.0m，稱為巖體節(jié)理裂隙不發(fā)育；裂縫組數(shù)2～3組、裂縫間距0.3～1.0m，稱為巖體節(jié)理裂隙較發(fā)育；裂縫組數(shù)＞3組、裂縫間距＜0.3m，稱為巖體節(jié)理裂隙發(fā)育。

節(jié)理裂隙巖體地基需開展適用于覆蓋層不同的復(fù)合錨桿基礎(chǔ)等理論與試驗(yàn)的系統(tǒng)化研究，形成新疆山區(qū)巖體地基的輸電線路桿塔基礎(chǔ)模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)及施工技術(shù)，提高新疆輸電線路桿塔基礎(chǔ)的施工質(zhì)量，縮短輸電線路建設(shè)周期，降低輸電線路投資，促進(jìn)新疆地區(qū)輸電線路建設(shè)的提升和環(huán)保水平的提高[3]。

1 試驗(yàn)地質(zhì)條件

分別選擇在四處不同地點(diǎn)的輸電線路沿線開展了掏挖基礎(chǔ)、巖石錨桿基礎(chǔ)、復(fù)合基礎(chǔ)的現(xiàn)場真型試驗(yàn)[1]。

2 試驗(yàn)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)尺寸與試驗(yàn)數(shù)量

原則上復(fù)合基礎(chǔ)設(shè)計(jì)尺寸為掏挖基礎(chǔ)與巖石錨桿基礎(chǔ)設(shè)計(jì)尺寸之和，現(xiàn)場試驗(yàn)樣本量共計(jì)32 個，其中掏挖基礎(chǔ)10 個、巖石錨桿基礎(chǔ)11 個、復(fù)合基礎(chǔ)11 個[2]。

3 試驗(yàn)結(jié)果分析

現(xiàn)場試驗(yàn)中，掏挖基礎(chǔ)、巖石錨桿基礎(chǔ)與復(fù)合基礎(chǔ)的荷載位移曲線均是3 個相同尺寸試驗(yàn)的平均值。荷載位移曲線呈突變型，掏挖基礎(chǔ)、巖石錨桿基礎(chǔ)、復(fù)合基礎(chǔ)對應(yīng)的極限上拔承載力分別為1000kN、1200kN、1800kN，對應(yīng)的上拔位移分別為11.39mm、5.01mm、4.87mm。

與現(xiàn)場真型試驗(yàn)得到的復(fù)合基礎(chǔ)荷載位移曲線對比分析可知，“掏挖×0.8+巖石錨桿×0.8”得到的極限承載力與復(fù)合基礎(chǔ)現(xiàn)場試驗(yàn)得到的極限承載力基本吻合，且擬合曲線一直處于數(shù)值模擬曲線的下方，處于偏安全狀態(tài)，因此建議可按照“掏挖×0.8+巖石錨桿×0.8”來得到復(fù)合基礎(chǔ)的極限承載力。

表1 現(xiàn)場試驗(yàn)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)尺寸與試驗(yàn)數(shù)量

根據(jù)現(xiàn)場真型試驗(yàn)結(jié)果分析，復(fù)合基礎(chǔ)的上拔破壞機(jī)理如下：a）在加載初始階段（小位移量狀態(tài)），掏挖部分與巖石群錨部分共同抵抗上拔荷載；b）在加載過程中，由于巖石錨桿部分達(dá)到極限承載狀態(tài)的位移量較小，巖石錨桿部分應(yīng)首先達(dá)到極限承載狀態(tài)；c）隨著上拔荷載的繼續(xù)增加（大變形狀態(tài)），巖石錨桿部分達(dá)到極限狀態(tài)出現(xiàn)性能軟化，而掏挖基礎(chǔ)的承載力則進(jìn)一步發(fā)揮，掏挖部分承載力發(fā)揮速度大于巖石錨桿部分承載力衰減速度，當(dāng)兩者的消長量相當(dāng)時，復(fù)合基礎(chǔ)達(dá)到極限承載狀態(tài)，直至發(fā)生整體性拉拔破壞。

另外，從試驗(yàn)結(jié)果也可看出復(fù)合基礎(chǔ)的極限承載力不是掏挖基礎(chǔ)與巖石錨桿基礎(chǔ)極限承載力的簡單疊加，而是存在上部掏挖部分發(fā)揮其極限強(qiáng)度比例、下部巖石錨桿部分發(fā)揮其極限強(qiáng)度比。

4 結(jié) 語

通過現(xiàn)場真型試驗(yàn)，研究復(fù)合基礎(chǔ)的破壞機(jī)理和破壞形式，總結(jié)出復(fù)合基礎(chǔ)的施工工藝及施工控制參數(shù)，提出復(fù)合基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法與關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)取值，對新疆地區(qū)220～750kV 節(jié)理裂隙巖體地基輸電線路基礎(chǔ)選型、設(shè)計(jì)及施工技術(shù)提供有力依據(jù)。