摘要
输电线路基础受力复杂，长期承受拉、压交变荷载以及较大的水平荷载和弯矩作用，并且所处的地质情况也较复杂。螺旋锚即使在凹凸不平的地层和不良的土质条件下，都具有轻便和较易安装的特点，且其具有制造简单、工期短、成本低、可回收等特点，又因其对原状土扰动较少、能充分利用原状土强度的特点，多用于有抗拔要求的基础。在电力方面逐步得到推广应用，并取得了十分可观的经济效益。基于此本文将对砂土中螺旋锚上拔特性进行研究。 首先，本文通过模型试验和有限元法分析了密砂中圆形锚板上拔承载力的尺寸效应问题。对直径为20mm、50mm和400mm的锚板在埋深比为2、3、4、6时进行上拔试验，获得上拔力和位移曲线及极限上拔力。绘制不同锚板直径时埋深比与上拔承载力系数 Nγ关系曲线，表明，相同埋深比时，随着锚板直径增加，Nγ逐渐减小，且随着埋深比增加，此现象愈明显。对理想弹塑性 Mohr-Coulomb模型进行改进，考虑土体强度随塑性应变发展而出现的应变软化现象，编写了用户子程序。基于改进的Mohr-Coulomb模型对上述12个拉拔试验进行模拟，结果表明，数值计算所得极限上拔承载力与试验结果吻合较好，改进的模型能很好地模拟土体的渐进破坏过程，而尺寸效应产生的原因主要是由于渐进破坏引起。第二，针对螺旋锚锚片型式及尺寸对上拔行为的影响问题，在相同密实度砂土中进行平板锚及螺旋锚拉拔试验，比较两者的上拔承载特性，根据破坏位移比与埋深比关系曲线斜率变化确定锚板浅深破坏模式的临界埋深，同时假设螺旋锚和平板锚上拔破坏滑裂面，采用极限平衡分析法对锚板上拔承载力进行分析，分别提出适用于浅埋及深埋条件下的极限上拔力公式，利用理论公式估算了41个试验锚板的上拔承载力，与试验所得上拔承载力进行对照，验证了本文理论计算公式的精确程度和应用范围。最后，针对砂土中螺旋锚锚片间距及数量对上拔承载特性及极限上拔承载力影响，采用室内小比尺模型试验，不考虑安装扰动影响，研究砂土中锚片间距及数量对多片螺旋锚上拔行为及极限上拔力的影响，确定了密砂及中密砂中发生独立破坏模式的间距和过渡至柱状破坏模式的临界间距。 本文通过模型试验和数值模拟研究了螺旋锚基础的上拔承载特性，分析了尺寸效应产生原因及埋深比、锚板数量、间距对螺旋锚上拔承载特性及破坏模式的影响，为输电线路螺旋锚基础设计提供了理论依据。
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