青藏輸電工程回填細(xì)粒凍土性質(zhì)和鐵塔基礎(chǔ)載荷試驗(yàn)研究

丁士君，程永峰，李鏡培，魯先龍，楊文智，楊與平

（1.中國電力科學(xué)研究院，北京100192；2.同濟(jì)大學(xué) 土木工程學(xué)院，上海200000；3.四川電力送變電建設(shè)公司，成都610000）

凍土是一種對溫度十分敏感且力學(xué)性質(zhì)極不穩(wěn)定的特殊土類，其在反復(fù)凍融作用下，可導(dǎo)致地基土產(chǎn)生凍脹和融沉等危害，進(jìn)而影響地基基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。處于凍結(jié)狀態(tài)的地基既能夠防止水滲透，也可以為上部結(jié)構(gòu)提供強(qiáng)度保證［1－2］，且凍融作用可使松散擾動土的孔隙比降低、密實(shí)度和力學(xué)強(qiáng)度增加［3－4］。青藏高原是中國多年凍土的主要分布地區(qū)［5］，為促進(jìn)這一地區(qū)的經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展，需要在該地區(qū)建設(shè)輸電線路工程［6］。

為確保凍土地基與基礎(chǔ)的安全，進(jìn)行工程建設(shè)時需要解決凍融作用及開挖回填等因素可能導(dǎo)致的工程問題［7－9］。多年來，工程人員結(jié)合青藏公路和鐵路工程，對凍土及路基工程的性質(zhì)進(jìn)行了試驗(yàn)研究，在融沉系數(shù)與干密度和含水量的關(guān)系、細(xì)粒凍土的變形特性和強(qiáng)度預(yù)報(bào)、含水率對砂土強(qiáng)度的影響、塊石護(hù)坡新型路基等方面取得了大量進(jìn)展［10－14］。除地溫、含水率等性質(zhì)外，目前針對凍土的物理性質(zhì)、抗壓，剪切和蠕變等力學(xué)性能的試驗(yàn)研究主要集中在室內(nèi)模型試驗(yàn)和土工實(shí)驗(yàn)方面［15－16］。王旭等研究了青藏高原多年凍土區(qū)灌注樁的承載力和變形性質(zhì)，并開展了樁基現(xiàn)場抗壓載荷試驗(yàn)［17］，程永鋒等針對輸電線路工程開展了室內(nèi)樁基模型載荷試驗(yàn)［18］。而針對凍土地基輸電桿塔基礎(chǔ)的受力狀態(tài)及三向聯(lián)合加載凍土基礎(chǔ)的靜載荷試驗(yàn)研究，特別是在多工況和大荷載條件下的情況卻未見報(bào)道。受荷載裝置、現(xiàn)場環(huán)境和工程要求等限制，載荷試驗(yàn)往往并未加載至地基失穩(wěn)的理想破壞狀態(tài)，因此多位學(xué)者采用雙曲線模型進(jìn)行了承載力預(yù)測和承載特性研究［19］，輸電桿塔基礎(chǔ)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)采納了基于該模型的承載力確定方法［20］。

青藏直流聯(lián)網(wǎng)工程是被譽(yù)為穿越“世界屋脊”的“電力天路”，同樣無法回避工程建設(shè)中的一系列凍土難題，其中既有其他工程普遍面臨的凍脹問題，又有因輸電線路工程而突出的問題。采用開挖回填施工方式對凍土地基擾動較大，處理不當(dāng)則使凍融危害更加突出。抗拔和抗傾覆穩(wěn)定一般是受可變荷載影響的鐵塔基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的主控條件［6］，其所關(guān)注的重點(diǎn)凍害問題與以抗壓承載為主的基礎(chǔ)工程存在一定差別，而目前凍土地基的桿塔基礎(chǔ)的上拔工況穩(wěn)定性分析方法、計(jì)算參數(shù)等仍然套用常規(guī)地基和其他行業(yè)基礎(chǔ)工程［21］，亟待通過相關(guān)研究加以改進(jìn)。

本文通過土工試驗(yàn)和原型基礎(chǔ)載荷試驗(yàn)，分析凍融作用后的凍土性質(zhì)和基礎(chǔ)承載性能，研究上拔工況下基礎(chǔ)穩(wěn)定性的計(jì)算方法和參數(shù)取值，為評價工程基礎(chǔ)穩(wěn)定性提供依據(jù)，也為類似工程積累技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。

1 試驗(yàn)概況

1.1 試驗(yàn)地基與基礎(chǔ)條件

試驗(yàn)場地在青藏直流輸電工程編號為640的鐵塔附近，位于109國道青藏公路K3007km處路西，距該公路約400m處?；A(chǔ)埋深范圍內(nèi)場地條件如表1所示。試驗(yàn)原型為現(xiàn)澆鋼筋混凝土錐柱擴(kuò)展基礎(chǔ)，地基由原狀凍土開挖就地回填而成。

表1 試驗(yàn)場地條件

場地中試驗(yàn)基礎(chǔ)與反力基礎(chǔ)線狀排列，其中試驗(yàn)基礎(chǔ)3個（編號：ZZ1、ZZ2和ZZ3），豎向反力基礎(chǔ)和水平反力地錨各4個，基坑開挖呈長方體（長44m×寬6.5m×深4.8m），試驗(yàn)基礎(chǔ)尺寸和場地布置見圖1，試驗(yàn)基礎(chǔ)形式和尺寸與距離場地最近的青藏直流工程轉(zhuǎn)角塔基礎(chǔ)一致，混凝土強(qiáng)度等級為C20，上部結(jié)構(gòu)對基礎(chǔ)作用力設(shè)計(jì)值和預(yù)估極限承載力見表2。

表2 作用力與試驗(yàn)基礎(chǔ)預(yù)估極限承載力

圖1 試驗(yàn)基礎(chǔ)尺寸與布置

1.2 試驗(yàn)項(xiàng)目與加載系統(tǒng)

考慮到凍土地基會隨環(huán)境因素變化，其工程性質(zhì)往往會發(fā)生突變，凍土地基在凍結(jié)與融化狀態(tài)的承載性能存在差異，因此，分別在2011年3－4月（以下簡稱“凍結(jié)期”）和8－9月（以下簡稱“融化期”）對同一基礎(chǔ)完成回填凍土的物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)和輸電桿塔基礎(chǔ)的載荷試驗(yàn)，該時期地基上部土層分別處于凍結(jié)和融化狀態(tài)，試驗(yàn)項(xiàng)目如表3所示。

對于載荷試驗(yàn)，由于同一基礎(chǔ)在不同時期進(jìn)行2次試驗(yàn)，為確保融化期試驗(yàn)順利進(jìn)行，在凍結(jié)期試驗(yàn)僅加載至滿足設(shè)計(jì)要求即可。

表3 試驗(yàn)項(xiàng)目列表

試驗(yàn)采取X、Y、Z三向聯(lián)合加載，加載系統(tǒng)包括豎向上拔或下壓、水平向（X和Y）2個子系統(tǒng)，載荷試驗(yàn)測試系統(tǒng)主要為荷載和位移測試。豎向上拔或下壓荷載由12m長鋼梁和鋼筋混凝土反力基礎(chǔ)組成的系統(tǒng)提供，水平加載裝置由連接件、鋼絲繩、滑輪組手拉葫蘆等構(gòu)成，試驗(yàn)中水平加卸載通過人工手拉葫蘆調(diào)節(jié)鋼絲繩的緊松來實(shí)現(xiàn)，水平荷載值由振弦式拉力傳感器監(jiān)測。

2 靜載試驗(yàn)結(jié)果

2.1 基礎(chǔ)破壞形態(tài)

基礎(chǔ)的破壞形態(tài)是基礎(chǔ)承載力等參數(shù)取值的依據(jù)之一，也是基礎(chǔ)承載特性的外在表現(xiàn)。處于凍結(jié)期的地基上部季節(jié)活動層的基礎(chǔ)載荷試驗(yàn)均未加載至破壞，其極限承載力可取最大試驗(yàn)荷載。處于融化期的活動層的試驗(yàn)基礎(chǔ)因基礎(chǔ)上部結(jié)構(gòu)混凝土開裂、荷載無法維持而破壞（如圖2所示），但地基未出現(xiàn)隆起、開裂等地基破壞特征，此時基礎(chǔ)極限承載力取基礎(chǔ)混凝土開裂破壞前一級荷載。

圖2 試驗(yàn)基礎(chǔ)混凝土開裂

試驗(yàn)中基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)早于地基出現(xiàn)破壞特征，從加載過程中各種現(xiàn)象綜合分析，主要成因如下：

1）試驗(yàn)中基頂所施加的荷載超過上部結(jié)構(gòu)對基礎(chǔ)承載力的要求，破壞時基頂所施加的荷載超過了鐵塔對基礎(chǔ)作用力標(biāo)準(zhǔn)值的3倍。

2）連接設(shè)備和加載方式加速了基礎(chǔ)混凝土結(jié)構(gòu)開裂。為試驗(yàn)驗(yàn)證青藏直流工程凍土基礎(chǔ)承載力，要求試驗(yàn)基礎(chǔ)地腳螺栓尺寸、配筋、混凝土等均與工程基礎(chǔ)一致，地腳螺栓直徑為52mm，由于預(yù)留設(shè)備安裝間隙，試驗(yàn)荷載作用點(diǎn)與基礎(chǔ)混凝土頂面的距離約為12mm，地腳螺栓在水平荷載作用下類似懸臂梁，雖然豎向荷載有利于提高地腳螺栓的整體剛度，但基頂受較大荷載的作用地腳螺栓出現(xiàn)明顯的彎曲變形，加速了基礎(chǔ)頂部混凝土的撕裂，受此影響試驗(yàn)中破壞特征出現(xiàn)在基礎(chǔ)立柱頂部。

3）地基與基礎(chǔ)作為一個承載體系，由地基、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)等構(gòu)件串聯(lián)組成，該體系的承載能力由最先達(dá)到破壞狀態(tài)的構(gòu)件決定，試驗(yàn)環(huán)境下地基承載能力優(yōu)于基礎(chǔ)混凝土結(jié)構(gòu)。

2.2 試驗(yàn)基礎(chǔ)承載性狀

2.1.1 ZZ1和ZZ3試驗(yàn)基礎(chǔ)荷載與位移關(guān)系 兩基礎(chǔ)試驗(yàn)的加載工況均為豎向上拔與X、Y向水平荷載共同作用，融化和凍結(jié)期試驗(yàn)荷載與位移關(guān)系曲線如圖3所示。

2.1.2 ZZ2試驗(yàn)基礎(chǔ)荷載與位移關(guān)系 該基礎(chǔ)試驗(yàn)加載工況為豎向下壓與X、Y向水平荷載共同作用，融化和凍結(jié)期試驗(yàn)荷載與位移關(guān)系曲線如圖4所示。

圖3 上拔工況下試驗(yàn)荷載 位移曲線

圖4 下壓工況試驗(yàn)荷載 位移曲線

融化期試驗(yàn)加載時發(fā)生了基礎(chǔ)頂部混凝土的開裂，引起位于基礎(chǔ)頂部的監(jiān)測點(diǎn)所采集的位移數(shù)據(jù)產(chǎn)生偏差，進(jìn)而導(dǎo)致加載后期試驗(yàn)荷載與位移關(guān)系曲線局部表現(xiàn)異常。

2.1.3 基礎(chǔ)承載性狀分析 凍土是一種對溫度極為敏感的土體介質(zhì)，雖然輸電線路基礎(chǔ)也主要采用保持凍結(jié)狀態(tài)的設(shè)計(jì)原則，但鐵塔開挖回填基礎(chǔ)施工作用面不可避免地延伸到多年凍土天然上限深度以下，并采取了開挖、回填、暴露、碾碎等劇烈擾動，易對基礎(chǔ)的承載能力造成不利影響。基礎(chǔ)的承載性狀是凍土和輸電鐵塔基礎(chǔ)相互作用的綜合反映，從試驗(yàn)荷載與位移關(guān)系分析，可以看出：

1）試驗(yàn)基礎(chǔ)的豎向和水平向的荷載與位移變化基本呈非線性變化關(guān)系，試驗(yàn)基礎(chǔ)在上拔工況加載過程中未出現(xiàn)明顯的陡降拐點(diǎn)。與其他文獻(xiàn)［22］中上拔工況下擴(kuò)展基礎(chǔ)的典型荷載位移關(guān)系曲線因發(fā)生地基剪切破壞而表現(xiàn)為陡降型的特點(diǎn)存在差異，一方面由于本次未加載至地基剪切破壞；另一方面是試驗(yàn)的凍土地基相對混凝土結(jié)構(gòu)具有更優(yōu)的上拔承載能力。

2）同一試驗(yàn)，X和Y向的荷載與位移關(guān)系曲線一致性較好，尤其ZZ1和ZZ3基礎(chǔ)。但由于回填凍土及基礎(chǔ)的差異性較大導(dǎo)致不同基礎(chǔ)、不同試驗(yàn)之間的荷載與位移關(guān)系曲線一致性較差。

3）上拔工況時，同一基礎(chǔ)融化期試驗(yàn)加載過程中各方向位移均大于凍結(jié)期，表明凍結(jié)期地基基礎(chǔ)抗拔性能優(yōu)于融化期。同一試驗(yàn)中基礎(chǔ)頂部作用荷載相同時水平位移大于豎向位移，說明基礎(chǔ)具有足夠的抗傾覆能力是其保持穩(wěn)定的關(guān)鍵。

4）下壓工況時，各方向不同時期的荷載與位移關(guān)系曲線交錯，承載性狀較上拔工況復(fù)雜，雖然融化期載荷試驗(yàn)也出現(xiàn)了基礎(chǔ)混凝土開裂，但各方向基礎(chǔ)位移較小，表明基底地基土處于凍結(jié)狀態(tài)。

2.2 試驗(yàn)基礎(chǔ)承載力

根據(jù)圖3～4中的荷載與位移關(guān)系曲線特點(diǎn)，及地基與基礎(chǔ)在加載過程中的表現(xiàn)等，可確定基礎(chǔ)極限承載力如表4所示。

表4 試驗(yàn)基礎(chǔ)極限承載力

表4與表2對比分析表明：無論凍結(jié)期還是融化期，基礎(chǔ)極限承載能力均不小于預(yù)估值。

3 土工試驗(yàn)結(jié)果分析

3.1 實(shí)測指標(biāo)

在淺部活動層處于凍結(jié)和融化狀態(tài)時，對回填地基土分別進(jìn)行了灌砂法原位密度、含水率和原位直剪試驗(yàn)，如圖5所示。

圖5 地基土性質(zhì)原位試驗(yàn)

試驗(yàn)所獲得的凍結(jié)期和融化期地基土的含水率和原位密度見表5。圖6為原位直剪試驗(yàn)抗剪強(qiáng)度峰值與垂直壓力關(guān)系。

圖6 試驗(yàn)抗剪強(qiáng)度峰值與垂直壓力關(guān)系

利用圖6中抗剪強(qiáng)度峰值和法向壓力的實(shí)測結(jié)果，線性擬合得到季節(jié)活動層深度范圍內(nèi)地基土處于凍結(jié)和融化狀態(tài)時的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)（如表5所示）。

表5 地基凍土性質(zhì)試驗(yàn)結(jié)果

在季節(jié)活動層土體處于融化狀態(tài)時，試驗(yàn)場地淺部土體呈軟塑狀。從表5分析可以看出：

1）土體凍結(jié)與否對回填細(xì)粒地基土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)有較大影響，含水率較高處于融化狀態(tài)時，其抗剪力學(xué)特性接近淤泥質(zhì)軟土。

2）處于融化期的土體的平均含水率高于凍結(jié)狀態(tài)，回填土的高孔隙率及土中水呈液態(tài)時有利于水分的下滲。

回填地基土的物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)及基礎(chǔ)載荷試驗(yàn)表明地基是否處于凍結(jié)狀態(tài)不僅決定了土體的性質(zhì)指標(biāo)，而且對基礎(chǔ)承載力存在一定影響。

3.2 回填土性質(zhì)分析

根據(jù)原位密度、含水率等土工試驗(yàn)結(jié)果，計(jì)算凍結(jié)期和融化期回填地基土的孔隙比e、飽和度Sr指標(biāo)（如表6所示）。

表6 物理性質(zhì)指標(biāo)列表

由于施工開挖基坑為長方體，依據(jù)季節(jié)活動層凍結(jié)期和融化期地基土的孔隙率，可按式（1）計(jì)算相對于凍結(jié)期淺部活動層的地表，融化期淺部活動層因凍土融化密實(shí)產(chǎn)生的地表沉降：

式中：ΔS為季節(jié)活動層因凍土融化產(chǎn)生的地表沉降；HD為活動層凍土厚度，可取為凍結(jié)期試驗(yàn)時凍土層融化深度；e1和e2分別為凍結(jié)期和融化期活動層凍土孔隙比。

圖7 凍結(jié)期和融化期地表位置對比圖

圖7中同一基礎(chǔ)作為參照，相對于凍結(jié)期，融化期的地表沉降理論計(jì)算值與實(shí)際沉降值相當(dāng)。試驗(yàn)所得融化期密度已接近原狀凍土密度，具有較好的密實(shí)性。雖然融化期季節(jié)融土含水率較高、抗剪指標(biāo)較低，但在不影響基礎(chǔ)安全承載的情況下，有利于此后形成阻水滲透層及隔熱層。

4 基礎(chǔ)抗拔穩(wěn)定性計(jì)算分析

在鐵塔開挖回填類基礎(chǔ)抗拔穩(wěn)定性計(jì)算中，有關(guān)地基的主要設(shè)計(jì)參數(shù)為“上拔角”［23］。試驗(yàn)過程中雖然發(fā)生了基礎(chǔ)混凝土開裂的結(jié)構(gòu)破壞狀態(tài)，但未發(fā)生地基與基礎(chǔ)相互作用而產(chǎn)生的刺入、剪切等地基破壞形式。因此，為取得回填地基的上拔角，首先需要基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)來分析地基發(fā)生倒錐形整體剪切破壞時的試驗(yàn)基礎(chǔ)抗拔極限承載力。

4.1 基礎(chǔ)抗拔極限承載力的預(yù)測

上拔工況下基礎(chǔ)與地基相互作用發(fā)生地基剪切破壞時，可采用式（2）表征上拔荷載與位移關(guān)系。

式中：T為上拔荷載；S為基頂豎向上拔位移；a和k曲線性狀參數(shù)，其中，基礎(chǔ)抗拔極限承載力Tz可取為上拔荷載極限值，即

圖8為基礎(chǔ)上拔荷載與位移關(guān)系的實(shí)測和擬合對比，所顯示的擬合與試驗(yàn)數(shù)據(jù)具有較好的一致性。線性擬合得到活動層處于融化期和凍結(jié)期的a、k分別為：融化期a＝；凍結(jié)期a＝5.17×

因此，融化期和凍結(jié)期的基礎(chǔ)抗拔極限承載力 （Tz＝1／k）分別為2 364kN、2 558kN。

圖8 荷載與位移關(guān)系的實(shí)測和擬合對比圖

4.2 基礎(chǔ)極限平衡狀態(tài)方程

對于鐵塔基礎(chǔ)，上拔工況是指豎向上拔與水平荷載聯(lián)合作用條件下的工況，該工況下地基與基礎(chǔ)相互作用并不一定發(fā)生地基整體剪切破壞，一般發(fā)生底板上部土體局部剪切破壞。在進(jìn)行抗拔穩(wěn)定性分析時需考慮地基與底板上下表面作用力的大小和方向不均勻的特點(diǎn)，因此，上拔工況下錐柱式擴(kuò)展基礎(chǔ)穩(wěn)定性分析模型見圖9（a），其中假設(shè)極限狀態(tài)時基礎(chǔ)傾覆轉(zhuǎn)動軸固定，位于圖9（a）所示位置，極限穩(wěn)定狀態(tài)方程由確定轉(zhuǎn)動中心的彎矩平衡確定，對應(yīng)關(guān)系按下式（3）計(jì)算。

式中：Tz和TH分別為極限狀態(tài)時基礎(chǔ)頂部豎向上拔和水平荷載，根據(jù)按表2設(shè)計(jì)荷載比例關(guān)系TH＝0.263Tz；PH和z分別為地基與基礎(chǔ)間水平抗力合力大小和作用點(diǎn)距轉(zhuǎn)動中心豎直距離；B為基礎(chǔ)底板邊長；d為底板邊緣厚度；h為水平力與基底垂直距離；Qf為基礎(chǔ)重量；x和y為以底板中心為原點(diǎn)的水平坐標(biāo)系內(nèi)積分變量；Sa和Sb為積分區(qū)域，對應(yīng)于圖9（a）中底板表面陰影和非陰影區(qū)域；w為底板上表面與地基間豎向極限壓力。

地基土的水平抗力與土的性質(zhì)、基礎(chǔ)水平位移方向、埋深等因素有關(guān)，一般來說水平抗力最大處位于基礎(chǔ)中部。因此，為簡化計(jì)算，水平抗力合力大小PH等于TH，作用點(diǎn)位置z取0.5zt，zt為圖9（a）所示抗拔土體深度。對式（3）進(jìn)行積分、求解及化簡得：

豎向極限壓力w由軸心上拔荷載作用下基礎(chǔ)抗拔極限承載力計(jì)算，當(dāng)?shù)鼗寥刻幱趦鼋Y(jié)狀態(tài)時，抗拔極限承載力按倒錐臺體內(nèi)土重法計(jì)算，計(jì)算模型見如圖9（b）所示；在融化期，融化深度以下地基土處于凍結(jié)狀態(tài)，由該段倒錐臺體內(nèi)土重計(jì)算其抗拔能力，對處于融化狀態(tài)的上部土體，抗拔能力由方柱體土重

構(gòu)成，計(jì)算模型見圖9（c），因此，w 按式（5）計(jì)算：

式中，W和Wn分別為za取HD和 （HR－zn） 時倒錐臺形抗拔土體重量，按式（6）計(jì)算，其中，zn為地基土融化深度，ΔS＝ （HD－HR） 為融化期相對凍結(jié)期地表沉降量；WD為融化深度以上方柱形融化抗拔土體重量，按式（7）計(jì)算。

圖9 計(jì)算模型示意圖

底板以上凍土厚度為za時，“土重法”計(jì)算倒錐臺形抗拔土體重量W （za） 如下：

式中：vf1為抗拔體內(nèi)基礎(chǔ)部分體積；γs1為抗拔體內(nèi)凍土平均密度；B為基礎(chǔ)底板邊長；α為凍結(jié)狀態(tài)地基土的上拔角。

方柱形融化抗拔土體重量WD按下式計(jì)算：

式中：νf2為方柱形抗拔體內(nèi)基礎(chǔ)部分體積；γs2為融土層內(nèi)土體平均密度。

4.3 地基抗拔參數(shù)計(jì)算與分析

對于上節(jié)所提出的穩(wěn)定性分析方法，基礎(chǔ)上拔穩(wěn)定性計(jì)算的關(guān)鍵參數(shù)是凍結(jié)狀態(tài)地基土的上拔角。在已知極限狀態(tài)基礎(chǔ)頂部作用荷載時，可由式（4）～（7）聯(lián)合來求解季節(jié)活動層處于凍結(jié)或融化狀態(tài)時凍結(jié)地基土的上拔角α，計(jì)算結(jié)果見表7，其中融化期地基土融化深度zn實(shí)測值為2.3m。

表7 上拔角計(jì)算值

根據(jù)表7中計(jì)算結(jié)果，該場地凍結(jié)狀態(tài)細(xì)粒凍土上拔角取值為20.5°。綜合分析如下：

1）土體凍結(jié)與否對地基土的上拔穩(wěn)定性的理論計(jì)算力學(xué)指標(biāo)（即：上拔角）的取值有顯著影響，融化狀態(tài)時該值可取為零。

2）保持深部回填地基凍結(jié)狀態(tài)，不僅有利于基礎(chǔ)下壓承載的安全，而且有利于抗拔的安全。

3）依據(jù)研究所得上拔角計(jì)算，基礎(chǔ)軸心抗拔極限承載力在凍結(jié)期和融化期分別為：3 568、3 324kN，試驗(yàn)加載條件下所得抗拔極限承載力約是該值的0.71倍，表明上拔工況下水平力作用顯著削弱基礎(chǔ)抗拔承載力，其影響程度大于文獻(xiàn)［23］按水平力影響系數(shù)所考慮的程度。

5 結(jié) 論

通過土工試驗(yàn)和基礎(chǔ)載荷試驗(yàn)，研究了凍土地基的工程性質(zhì)和鐵塔擴(kuò)展基礎(chǔ)的承載規(guī)律。主要結(jié)論如下：

1）土體凍結(jié)與否對地基的抗剪、上拔角等力學(xué)指標(biāo)有顯著影響，處于凍結(jié)狀態(tài)時的淺部季節(jié)活動層的地基強(qiáng)度及基礎(chǔ)承載性能優(yōu)于融化狀態(tài)。

2）凍土融化可減小細(xì)粒土的孔隙比、提高密實(shí)度，并增加含水率和飽和度，但保持深部回填地基凍結(jié)狀態(tài)對基礎(chǔ)安全承載至關(guān)重要。

3）細(xì)粒凍土地基的轉(zhuǎn)角塔錐柱式擴(kuò)展基礎(chǔ)具有良好的抗拔、抗壓和抗傾覆性能。

4）上拔工況下水平力作用顯著削弱了基礎(chǔ)抗拔承載能力，增加了凍土地基鐵塔基礎(chǔ)相互作用的不均勻性，因此抗拔穩(wěn)定分析時需合理計(jì)算。

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