在我国经济日益腾飞的趋势下,电力事业取得了巨大成就,电网工程也随之日益壮大,因此越来越多的输电线路工程在冻土地区走线。杆塔基础的冻胀破坏问题也随之而来,相变材料作为一种新式的节能控温原料,利用相变材料在物相转换运行时,在特定温度范畴里通过自身吸取热能或者放出储存的热能,将其引入到杆塔基础防冻胀领域中,能够达到控制周围环境温度的性能。在理论上相变材料可以很好的控制杆塔基础周围土体的温度。研究结果对相变材料应用于杆塔基础防冻胀的领域中具有可供参考的理论意义。本文基于季节性冻土区500kV线路铁塔基础工程,通过试验及模拟的方法对相变材料应用于铁塔基础防冻胀中进行研究,研究结果如下:(1)本文选用上海焦耳蜡业生产的PCM-3型相变材料,并选用陶粒和炉渣作为载体材料,在相变储能颗粒制备试验中,通过吸附试验结果得到陶粒吸附效果更好,并通过冻融循环试验得到环氧树脂外裹水泥封装效果更佳。(2)制作两个箱体模型,在箱体内部分别加入普通土体和掺入一定量相变陶粒的混合土体,并利用大体积混凝土温度测试仪分别对两个箱体内部进行测量,结果表明含有相变陶粒的土体内部温度要高于普通土体内部温度,且含有相变储能载体的土体温度改变趋于平稳,没有发生温度突变情况。(3)利用ANSYS有限元模拟软件模拟分析杆塔基础周围土体温度场,并分析其变化规律,以及最大冻深变化情况。分析得到普通土体冻深为1.65m,置换相变材料后杆塔基础周围土体冻深为1.39m。同时为获得合理的置换范围,本文以基础为中心,对周围土体进行置换模拟分析,置换范围分别为2.0m×2.0m×1.8m,2.5m×2.5m×1.8m和3.0m×3.0m×1.8m,模拟结果表明2.5m×2.5m×1.8m的范围进行置换较合理。(4)在弹性力学的原理基础上,基于杆塔基础与基础周围土体的应力和应变有限元控制方程,并结合温度场计算结果,建立非直接耦合分析模型,对两种工况下杆塔基础所受应力进行分析,得出相变材料引入到杆塔基础周围土体后,基础所受应力的变化规律。