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土体抗拔机理比较复杂,对其研究起步较晚,研究的深度也远不如对土体承压特性的研究,目前还不能完全从理论对其做出合理的阐述。目前国内外对土体抗拔的研究更多地集中在非粘性土体中,因为非粘性土相对于粘性土来讲,影响抗拔承载力的因素较少,土体上拔破坏机理相对明确,对于粘性土而言,其研究相对较少,而对于膨胀土这种比较特殊土体,其抗拔机理研究几乎是空白。 膨胀土是在自然地质过程中形成的一种多裂隙并具有胀缩性的土体,具有吸水膨胀、失水收缩且反复变形的性质,失水时易产生裂缝,具有很高的强度,而遇水时会出现崩解、泥化,土体结构产生破坏,强度降低。膨胀土的上拔及浸水上拔试验研究资料很少,相应规范也未做出具体规定。由于我国膨胀土地层分布广泛,因此对膨胀土进行抗拔性能研究是非常必要的。本文以邯郸——石家庄500KV高压输电线路膨胀土地基载荷试验研究为背景,对膨胀土地基土体抗拔破坏机理、上拔位移、抗拔承载力计算、浸水与不浸水工况承载力变化等进行了研究,完成的主要工作和得出的主要结论如下: 1、膨胀土的抗拔机理与其承压机理相比更加复杂,尤其膨胀土地基具有多裂隙并具有显著胀缩性,对含水量十分敏感,在零外压条件下,遇水即崩解,含水量较高时呈泥浆状,粘聚力和摩擦角将变得很小,影响其抗拔承载力的因素比较多,其抗拔机理也更加复杂。本文采用现场大比例模型试验与原型试验,有效降低了膨胀土的尺寸效应,对膨胀土地基扩展基础的抗拔特性进行了研究,对膨胀土承受上拔荷载作用下的破坏机理进行了分析。 2、现场模型试验采用的承拔钢板分为707×707mm和1000×1000mm两种,钢板厚度分别为25mm和30mm,采用承拔钢板尺寸1倍、2倍、2.5倍及3倍的埋深,同时进行浸水及不浸水参照试验;原型基础采用现浇钢筋混凝土三阶扩展基础,底板尺寸为3000×3000mm,埋深3500mm,基坑均采用原膨胀土分层回填夯实,控制含水量在18%左右,以保证夯实效果。 3、试验采用快速加荷法施加上拔荷载,每级按预估极限荷载的10%施加,接近极限荷载时按预估极限荷载的5%施加,每级荷载持续时间为15~30分钟,每5分钟对土压力传感器、上拔位移、应变仪读数进行一次记录。当基础上拔位移超过0.05mm/5分钟时继续保持荷载不变,但仍按每5分钟读数一次,直到满足5分钟位移量小于0.05mm时施加下一级荷载。 4、通过14次大尺寸模型试验和4次原型试验,分析了膨胀土体的抗拔破坏机理,得出了膨胀土地基中扩展基础的抗拔特性基本上和粘土相同,可以直接作为扩展基础抗拔地基使用,不用再进行处理。