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斜插式电力铁塔基础稳定性研究及其数值模拟分析

斜插式电力铁塔基础稳定性研究及其数值模拟分析

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作者：李剑玲重庆大学

学位级别：硕士

斜插式电力铁塔基础作为一种新型基础,因其受力合理,能节省大量的材料,在输电线路的设计中得到了广泛的应用。但是,该种基础的设计理论尚不完善,使用经验也还不成熟。目前送电线路铁塔基础的设计仍沿用1986年颁布的《送电线路基础设计... 详细信息

斜插式电力铁塔基础作为一种新型基础,因其受力合理,能节省大量的材料,在输电线路的设计中得到了广泛的应用。但是,该种基础的设计理论尚不完善,使用经验也还不成熟。目前送电线路铁塔基础的设计仍沿用1986年颁布的《送电线路基础设计技术规定》(SDGJ—84试行),该技术规程主要针对一般的直柱式基础而未对斜插式铁塔基础的设计提供相关的依据,斜插式电力铁塔基础的设计只能是凭借施工经验的积累,缺乏一定的理论指导。因此,针对现有设计理论和技术规范的不足,本文以基础的稳定性研究为重点,对这种新型电力铁塔基础在不同荷载工况组合下的失稳情况进行深入的分析与研究:首先,根据现有理论并结合文献资料,进行一定的简化与假设后选择适当的三维破坏模式,采用塑性理论极限分析上界法,分析下压组合工况下地基的稳定性,推导地基极限承载力公式,给出解析解。其次,根据基础与地基相互作用下的变形协调原理,分析了极限状态下基础周围土体出现塑性屈服时对基础稳定性的影响。由此提出了铁塔基础在最不利工况(上拔与水平力组合)下抗倾覆稳定性新的评价方法,并对立柱前侧土体在三维破坏模式下的极限承载力进行了计算分析,给出了相应的解析公式。再次,根据地基与基础相互作用的原理,采用大型数值分析软件FLAC-3D 进行三维实体模拟分析,考虑铁塔基础的两种受力工况组合(即下压及水平荷载组合和上拔荷载与水平力的组合),通过数值计算分析基础与地基土相互作用下基础的位移趋势及土体塑性区扩展,及其对铁塔基础稳定性和地基承载力的影响进行分析。最后,运用本文的计算模式对四川省电力设计咨询有限公司(四川省电力工业勘察设计院)设计的南龙500千伏线路工程中的三种典型基础的稳定性进行计算与分析,结果表明本文的计算公式与数值分析结果吻合较好,在设计荷载作用下基础稳定性具有较高的安全度。

关键词：斜插式电力铁塔基础极限分析上界法稳定性极限承载力共同作用 FLAC-3D

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