岩土力学 ›› 2022, Vol. 43 ›› Issue (1): 65-75.doi: 10.16285/j.rsm.2021.1340

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

中密风积沙地层金属装配式基础抗拔模型试 验与承载力改进计算方法

肖飞1, 2,孔令伟1, 2,刘观仕1, 2,冯衡3,董义义3,曾二贤3   

  1. 1. 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室,湖北 武汉 430071;2. 中国科学院大学,北京 100049; 3. 中国电力工程顾问集团 中南电力设计院有限公司,湖北 武汉 430071
  • 收稿日期:2021-08-14 修回日期:2021-11-04 出版日期:2022-01-10 发布日期:2022-01-06
  • 通讯作者: 孔令伟,男,1967年生,博士,研究员,博士生导师,主要从事特殊土的力学特性与灾害防治技术方面的研究工作。E-mail: lwkong@whrsm.ac.cn E-mail:zishengshaw@outlook.com
  • 作者简介:肖飞,男,1996年生,硕士研究生,主要从事土力学与基础工程方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(No. 52179115);中国电力工程顾问集团公司中南电力设计院有限公司委托科研项目(No.DG1-T03-2018)。

Uplift model test and capacity calculation method of metal grillage foundation in medium dense aeolian sand

XIAO Fei1, 2, KONG Ling-wei1, 2, LIU Guan-shi1, 2, FENG Heng3, DONG Yi-yi3, ZENG Er-xian3   

  1. 1. State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering, Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan, Hubei 430071, China; 2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 3. Zhongnan Electric Power Design Institute Co., Ltd, China Power Engineering Consulting Group, Wuhan, Hubei 430071, China
  • Received:2021-08-14 Revised:2021-11-04 Online:2022-01-10 Published:2022-01-06
  • Supported by:
    This work is supported by the National Natural Sciences Foundation of China (52179115) and Zhongnan Electric Power Design Institute Co., Ltd, China Power Engineering Consulting Group Commissioned Scientific Research Project (DG1-T03-2018).

摘要: 金属装配式基础因施工方便与综合造价低而被越来越多地应用于风积沙地区输电线路基础工程。针对中密风积沙开展全模和半模抗拔模型试验,研究了不同深宽比下基础的上拔荷载?位移特性和抗拔破坏模式。结果表明,抗拔荷载?位移关系曲线随着基础深宽比? 变化而改变。当? =1.0时,曲线呈缓变型;当? =2.0~5.0时,曲线呈软化型。随着? 的增大,抗拔拔承载力随之增大。在加载过程中,地表以基础顶部为中心逐渐形成近似为圆形的隆起区域,隆起程度随着上拔位移增大而不断增加,最终形成整体破坏,此时滑动面贯穿地表;通过半模试验观测的上拔土体滑动面子午线可用直线方程近似描述,且抗拔角随着? 的增大而减小。根据上述试验结果,基于Veesaert滑动面摩擦强度理论和极限平衡原理,提出了金属装配式基础的抗拔承载力改进计算方法,计算结果相较于土重法和剪切法更接近试验值,且离散程度更小。

关键词: 抗拔承载力, 金属装配式基础, 中密风积沙, 模型试验

Abstract: Metal grillage foundations are increasingly used in infrastructure of transmission line in aeolian sand areas because of its convenient construction and relatively low cost. The full-model and half-model uplift tests under the influence of embedment ratio were carried out in foundation of medium dense aeolian sand, and the uplift load-displacement properties and uplift failure mode of the foundation under different embedment ratios were studied as well. The results show that the uplift load-displacement curve relates to the embedment ratio ?: when ? is 1.0, the curve varies gradually; while ? is in the range of 2.0?5.0, the curve shows clear strain softening with a peak load. As the ? increases, the uplift capacity increases accordingly. During the loading process, an approximately circular uplift area centered on the top of the foundation developed on the ground surface gradually, the uplift degree increased as the foundation was pulled up, and finally formed an overall failure, along with the sliding surface penetrating the ground. In the half-model tests, meridians of the sliding surfaces were observable, which can be approximately described by linear equation as the uplift angle decreased with the increase of the embedment ratio. According to the above results, based on Veesaert’s sliding surface friction strength theory and the limit equilibrium principle, an improved calculation method for uplift capacity of metal grillage foundation has been proposed. Compared with the earth cone method and the shear method, the improved method can obtain calculation results closer to the experimental values with smaller dispersion.

Key words: uplift capacity, metal grillage foundation, medium dense aeolian sand, model test

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