深厚回填区地表变形及其对铁塔的影响研究

• 作 者: 孙钰昊
• 出 处: 中国矿业大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 深厚回填区 不均匀沉降 地表变形 输电铁塔

高压输电线路作为远距离电力输送的主要渠道,线路运行时要求安全可靠、万无一失。深厚回填场地由于回填范围广、回填深度大,回填区在自重应力及大面积回填土的压力作用下将会产生大幅度沉降,地表变形尤为复杂。对输电线路途经深厚回填区的变形进行准确的预测,分析未来的地表变形规律,研究铁塔的稳定性,对输电线路的稳定性进行科学的分析与评价,都是亟待解决的问题。本文以鄂尔多斯典型露天回填场地为背景,对深厚回填区地表变形及其对输电铁塔的影响进行了研究,主要内容如下。本文对鄂尔多斯地区某露天矿的回填材料进行了基本土工试验,测取了回填材料试样的密度、含水率、抗剪强度、最大干密度等工程特性参数,得到了回填土的基本力学性能。并通过室内承压板试验,研究了回填土地基的压实系数、承载能力与沉降量的关系。本文采用FLAC^3D有限元软件建立了典型回填场地模型,分析了不同深度的回填区地表变形规律。分析回填区纵向中轴线上的变形结果表明,在不同回填深度下,回填区整体地表变形规律类似,地表竖向下沉呈U型对称分布,最大沉降值随着回填深度的增大线性增长。同时,地表倾斜变形呈现先增大后减小的趋势,曲率变形则会发生方向的改变,地表水平位移值变化较复杂,边缘处水平位移呈波动变化,中间区域变化则较为平缓。采用FLAC^3D有限元模拟方法,研究了不同回填层材料性质参数及回填场地材料性质参数对地表下沉的影响。分别获得了在常见取值范围内弹性体积模量、弹性切变模量、密度等土（岩）层物理力学参数对地表下沉的影响规律。采用ANSYS有限元模拟方法,研究了不同地表变形作用（11中地表变形工况）对输电铁塔内力、变形及破坏形态的影响规律,获得了输电铁塔在不同地表变形作用下的极限支座变形值,为输电铁塔在地表变形作用下的安全性评价提供参考。对输电铁塔的极限支座位移值进行折算地表水平变形,并与回填场地的模拟结果进行对比,同时在特殊变形点设置虚拟铁塔,分别分析了输电铁塔在回填场地最不利位置处杆件内力变化情况。考虑输电线路的不利布置,分析了不均匀沉降对导线布置的影响。