程 峰 徐玉波 潘曉冬 謝 文 李 俊 殷 飛

（國(guó)網(wǎng)新疆電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，新疆 烏魯木齊 830002）

隨著新疆特高壓工程的快速建設(shè)，新疆輸電線路越來(lái)越多地需要途徑低山丘陵或高山地形地貌，在這些丘陵或山地地區(qū)，比較廣泛地存在一類“上土下巖”地層分布條件，針對(duì)“上土下巖”的地質(zhì)條件，理想的基礎(chǔ)型式是將掏挖基礎(chǔ)與巖石錨桿基礎(chǔ)結(jié)合起來(lái)，形成上部掏挖基礎(chǔ)與下部巖石錨桿基礎(chǔ)聯(lián)合承載的新型復(fù)合式基礎(chǔ)（以下簡(jiǎn)稱復(fù)合基礎(chǔ)）。這種新型復(fù)合基礎(chǔ)能夠顯著減少基礎(chǔ)埋深，減小基礎(chǔ)材料耗量，降低基礎(chǔ)工程造價(jià)，還提高了基礎(chǔ)整體的承載力特性[3]。

在掏挖＋巖石錨桿新型環(huán)保型復(fù)合基礎(chǔ)的抗拔承載力設(shè)計(jì)過(guò)程中，關(guān)鍵要解決的是上部掏挖部分極限強(qiáng)度發(fā)揮度k1 、巖石錨桿部分極限強(qiáng)度發(fā)揮度k2的取值參數(shù)[2]。因此新疆節(jié)理裂隙巖體地基就需開展適用于覆蓋層不同的復(fù)合錨桿基礎(chǔ)等理論與試驗(yàn)的系統(tǒng)化研究，本文通過(guò)FLAC3D 數(shù)值計(jì)算方法對(duì)掏挖＋巖石錨桿新型復(fù)合基礎(chǔ)進(jìn)行模擬分析，對(duì)其承載力的傳遞機(jī)理提供參考。

1 數(shù)值計(jì)算方法簡(jiǎn)介

FLAC3D (Fast Lagrangian Analysis of Continuain 3 Dimensions)是美國(guó)ITASCA咨詢集團(tuán)公司（Itasca Consulting GroupInc.）開發(fā)的三維快速拉格朗日分析程序。該程序較好地模擬地質(zhì)材料在達(dá)到強(qiáng)度極限或屈服極限時(shí)發(fā)生的破壞或塑性流動(dòng)的力學(xué)特性，特別適用于分析漸進(jìn)破壞失穩(wěn)以及模擬大變形[1]。

2 計(jì)算模型與邊界條件

復(fù)合基礎(chǔ)的的影響范圍取決于基礎(chǔ)的尺寸與開挖深度及周圍的地質(zhì)條件。在確定計(jì)算邊界時(shí)，根據(jù)掏挖基礎(chǔ)的上拔角確定周圍的影響邊界，根據(jù)上下土層相對(duì)堅(jiān)硬程度來(lái)確定下邊界，如在粘土層下的弱風(fēng)化巖可作為豎向零位移邊界，一般認(rèn)為當(dāng)下層材料的變形模量為上層材料的500～1000 倍時(shí)，則可以取接觸面處為計(jì)算邊界。

通常模型的邊界條件分為兩類：位移邊界條件和應(yīng)力邊界條件，而土體自由表面僅僅是應(yīng)力邊界條件的一種特殊情況。邊界條件的確定原則為：在模型兩側(cè)施加位移邊界條件，使得模型在該方向上的水平位移為零；而在模型上表面施加應(yīng)力邊界條件，模擬基礎(chǔ)的上拔應(yīng)力狀態(tài)或水平應(yīng)力狀態(tài)；在模型底部邊界條件通常簡(jiǎn)化為固定邊界條件，即固定底部不產(chǎn)生豎向與水平位移。

3 算例模擬

3.1 算例概況

數(shù)值模擬共包括 6 種不同的工況，其中工況二與工況五的取值參數(shù)均相同，為基準(zhǔn)工況，其土體力學(xué)參數(shù)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的地質(zhì)勘察資料獲得，其基礎(chǔ)尺寸與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)基礎(chǔ)基本一致。

工況一、工況二、工況三對(duì)比分析了不同土體力學(xué)參數(shù)條件下的基礎(chǔ)上拔承載力比較分析，其中工況一的土體彈性模量比工況二的土體彈性模量低10 倍，工況三的土體彈性模量比工況二的土體彈性模量高2.5 倍，與下部巖體的彈性模量一致。

3.1.1 力學(xué)參數(shù)取值

數(shù)值計(jì)算中巖土體采用理想彈塑性本構(gòu)模型－摩爾庫(kù)侖（Mohr-Coulomb）模型，它是最通用的巖土本構(gòu)模型，摩爾庫(kù)侖模型中的相關(guān)特性參數(shù)取值如表1所示，工況一、工況二、工況三的土體硬度不同，工況四、工況五、工況六的上部土體厚度不同，其余土體參數(shù)一樣；數(shù)值模擬中的巖體強(qiáng)度參數(shù)全部一致。

表1 巖土體Mohr-Coulomb 模型特性參數(shù)

3.1.2 復(fù)合基礎(chǔ)模型模擬尺寸

以工況二為例，掏挖＋巖石錨桿新型復(fù)合基礎(chǔ)的計(jì)算模型寬度為 8m、模擬深度為6m。網(wǎng)格單元共劃分為13392 個(gè)立體單元，其尺寸大小不同，平均尺寸為0.1m×0.1m×0.1m。模型采用半模結(jié)構(gòu)，模型左右兩側(cè)限制X 向水平約束，模型前后兩側(cè)限制Y向水平約束，模型底部限制X、Y、Z 三個(gè)方向的約束（相當(dāng)于固定支座）。

3.2 荷載位移結(jié)果分析

復(fù)合基礎(chǔ)的荷載位移曲線表明，復(fù)合基礎(chǔ)的上拔極限承載力不能簡(jiǎn)單的疊加，其中巖石錨桿部分極限強(qiáng)度發(fā)揮程度k2可取1.0，掏挖部分的極限強(qiáng)度發(fā)揮程度k1小于1.0，具體取值范圍仍需要進(jìn)行理論分析與大量現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的佐證。

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)FLAC3D 數(shù)值計(jì)算方法對(duì)掏挖＋巖石錨桿新型復(fù)合基礎(chǔ)進(jìn)行模擬分析，確定出上部掏挖部分極限強(qiáng)度發(fā)揮度k1 、巖石錨桿部分極限強(qiáng)度發(fā)揮度k2的參數(shù)取值，為新疆山區(qū)巖體地基的輸電線路桿塔基礎(chǔ)模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)及施工技術(shù)提供依據(jù)。

中國(guó)建材集團(tuán)副董事長(zhǎng)、黨委副書記劉志江到中國(guó)建材總院調(diào)研

3月1 日，中國(guó)建材集團(tuán)副董事長(zhǎng)、黨委副書記劉志江一行到中國(guó)建材總院調(diào)研指導(dǎo)工作。 中國(guó)建材集團(tuán)副董事長(zhǎng)、黨委常委，中國(guó)建材總院院長(zhǎng)姚燕對(duì)劉志江一行的到來(lái)表示歡迎，并詳細(xì)介紹了總院歷史沿革、組織結(jié)構(gòu)、經(jīng)營(yíng)發(fā)展、科技創(chuàng)新和黨建工作情況。中國(guó)建材總院深入貫徹落實(shí)黨的十九大精神以及黨中央和國(guó)資委“穩(wěn)中求進(jìn)”等要求，在中國(guó)建材集團(tuán)的正確領(lǐng)導(dǎo)下，堅(jiān)持集團(tuán)“穩(wěn)增長(zhǎng)、抓改革、防風(fēng)險(xiǎn)、強(qiáng)黨建”十二字工作方針和“早細(xì)精實(shí)、干字當(dāng)頭”“穩(wěn)價(jià)、保量、降本、收款、壓庫(kù)、調(diào)整”等經(jīng)營(yíng)管理原則，2017年實(shí)現(xiàn)收入68.37億元，同比增長(zhǎng)24%，利潤(rùn)總額7.75億元，同口徑增長(zhǎng)22%，取得良好的經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)。姚燕對(duì)中國(guó)建材集團(tuán)的正確領(lǐng)導(dǎo)和中材股份的大力支持表示感謝。

劉志江對(duì)總院多年來(lái)貫徹落實(shí)集團(tuán)戰(zhàn)略部署，大力實(shí)施調(diào)整轉(zhuǎn)型、科技創(chuàng)新和黨建文化等工作所取得的成績(jī)給予了充分肯定和高度評(píng)價(jià)，并對(duì)總院下一步工作提出了希望和具體要求。一是強(qiáng)化戰(zhàn)略引領(lǐng)?？傇阂o緊圍繞集團(tuán)“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、綠色發(fā)展、國(guó)際合作”的三大戰(zhàn)略部署和集團(tuán)“六大業(yè)務(wù)平臺(tái)”發(fā)展方向，加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)和戰(zhàn)略布局，切實(shí)發(fā)揮科技引領(lǐng)作用，促進(jìn)集團(tuán)科技平臺(tái)的升級(jí)，支撐集團(tuán)轉(zhuǎn)型發(fā)展；二是加大創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)。創(chuàng)新是企業(yè)發(fā)展的第一動(dòng)力，關(guān)鍵在人才?？傇阂哟罂蒲性O(shè)計(jì)院所的體制機(jī)制的改革探索，豐富創(chuàng)新模式，創(chuàng)新激勵(lì)機(jī)制，充分激發(fā)企業(yè)發(fā)展動(dòng)力和人才創(chuàng)新活力；三是加強(qiáng)業(yè)務(wù)協(xié)同和資源配置。充分利用集團(tuán)和總院在技術(shù)、產(chǎn)品和市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，服務(wù)于集團(tuán)戰(zhàn)略，切實(shí)做好產(chǎn)學(xué)研業(yè)務(wù)協(xié)同和科技資源的優(yōu)化配置，加大技術(shù)推廣和成果產(chǎn)業(yè)化，探索新的協(xié)同共享方式，拓展協(xié)同合作空間，提升總院可持續(xù)發(fā)展的軟實(shí)力；四是突出綠色發(fā)展。大力構(gòu)建符合國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略的產(chǎn)業(yè)模式，為行業(yè)和集團(tuán)的綠色發(fā)展提供有力科技支撐；五是著眼開放視野。要勇于解放思想，加大國(guó)際交流與合作，積極實(shí)施“走出去”戰(zhàn)略，以國(guó)際化的視野、勇于開放的信心和國(guó)際化的人才隊(duì)伍，構(gòu)建總院發(fā)展新格局，拓展發(fā)展新空間，培育發(fā)展新動(dòng)能；六是強(qiáng)黨建促發(fā)展。以十九大精神為指引，始終牢記兩個(gè)“一以貫之”，切實(shí)加強(qiáng)基層黨建，探索黨建工作新模式，在四個(gè)結(jié)合上下功夫，開創(chuàng)總院改革發(fā)展和黨建工作的新局面。

調(diào)研期間，劉志江參觀了總院光纖面板生產(chǎn)基地、綠色建材國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)檢集團(tuán)實(shí)驗(yàn)室和總院展室。

中材股份總裁、黨委副書記彭建新，中材股份黨委副書記、副總裁傅金光，中材股份副總裁、中材科技董事長(zhǎng)薛忠民，中國(guó)建材總院黨委書記、副院長(zhǎng)王益民，總院副院長(zhǎng)、總會(huì)計(jì)師朱全英，總院副院長(zhǎng)、瑞泰科技黨委書記、董事長(zhǎng)曾大凡，總院黨委副書記、國(guó)檢集團(tuán)黨委書記、總經(jīng)理馬振珠，總院副院長(zhǎng)、北京凱盛總經(jīng)理馬明亮等陪同調(diào)研參觀。