節理裂隙巖體地基輸電線路基礎承載性能現場試驗研究

潘曉冬 岳華剛 白 偉 李 洋 康建國 田建濤

（1國網新疆電力有限公司經濟技術研究院，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，但沿破裂面并未發生明顯位移現象，其破裂面稱節理面。裂縫組數0～2組、裂縫間距＞1.0m，稱為巖體節理裂隙不發育；裂縫組數2～3組、裂縫間距0.3～1.0m，稱為巖體節理裂隙較發育；裂縫組數＞3組、裂縫間距＜0.3m，稱為巖體節理裂隙發育。

節理裂隙巖體地基需開展適用于覆蓋層不同的復合錨桿基礎等理論與試驗的系統化研究，形成新疆山區巖體地基的輸電線路桿塔基礎模塊化和標準化設計及施工技術，提高新疆輸電線路桿塔基礎的施工質量，縮短輸電線路建設周期，降低輸電線路投資，促進新疆地區輸電線路建設的提升和環保水平的提高[3]。

1 試驗地質條件

分別選擇在四處不同地點的輸電線路沿線開展了掏挖基礎、巖石錨桿基礎、復合基礎的現場真型試驗[1]。

2 試驗基礎設計尺寸與試驗數量

原則上復合基礎設計尺寸為掏挖基礎與巖石錨桿基礎設計尺寸之和，現場試驗樣本量共計32 個，其中掏挖基礎10 個、巖石錨桿基礎11 個、復合基礎11 個[2]。

3 試驗結果分析

現場試驗中，掏挖基礎、巖石錨桿基礎與復合基礎的荷載位移曲線均是3 個相同尺寸試驗的平均值。荷載位移曲線呈突變型，掏挖基礎、巖石錨桿基礎、復合基礎對應的極限上拔承載力分別為1000kN、1200kN、1800kN，對應的上拔位移分別為11.39mm、5.01mm、4.87mm。

與現場真型試驗得到的復合基礎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合基礎現場試驗得到的極限承載力基本吻合，且擬合曲線一直處于數值模擬曲線的下方，處于偏安全狀態，因此建議可按照“掏挖×0.8+巖石錨桿×0.8”來得到復合基礎的極限承載力。

表1 現場試驗基礎設計尺寸與試驗數量

根據現場真型試驗結果分析，復合基礎的上拔破壞機理如下：a）在加載初始階段（小位移量狀態），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到極限承載狀態的位移量較小，巖石錨桿部分應首先達到極限承載狀態；c）隨著上拔荷載的繼續增加（大變形狀態），巖石錨桿部分達到極限狀態出現性能軟化，而掏挖基礎的承載力則進一步發揮，掏挖部分承載力發揮速度大于巖石錨桿部分承載力衰減速度，當兩者的消長量相當時，復合基礎達到極限承載狀態，直至發生整體性拉拔破壞。

另外，從試驗結果也可看出復合基礎的極限承載力不是掏挖基礎與巖石錨桿基礎極限承載力的簡單疊加，而是存在上部掏挖部分發揮其極限強度比例、下部巖石錨桿部分發揮其極限強度比。

4 結 語

通過現場真型試驗，研究復合基礎的破壞機理和破壞形式，總結出復合基礎的施工工藝及施工控制參數，提出復合基礎的設計計算方法與關鍵設計參數取值，對新疆地區220～750kV 節理裂隙巖體地基輸電線路基礎選型、設計及施工技術提供有力依據。