張樹(shù)林 羅義華 楊泰朋 劉 浩 李勝福 蘭志文

（1、中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)安徽省電力設(shè)計(jì)院有限公司，安徽 合肥230601 2、國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司，安徽 合肥230061 3、國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司建設(shè)分公司，安徽 合肥230071 4、南昌大學(xué)工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)中心，江西 南昌330031）

為探究循環(huán)荷載對(duì)損傷的影響，利用有限元軟件，采用小尺寸模型進(jìn)行數(shù)值仿真，模型如圖1 所示，混凝土尺寸為150mmx150mmx150mm，地腳螺栓直徑為20mm，該模型為素混凝土，不含任何鋼筋，網(wǎng)格如圖2 所示。固定混凝土底部，在地腳螺栓上端及混凝土上端分別建立一個(gè)參考點(diǎn)，參考點(diǎn)為RP-1及RP-2，將RP-1 與地腳螺栓上表面耦合（即地腳螺栓上表面與RP-1 具有相同的剛體運(yùn)動(dòng)，也即在此區(qū)域的各節(jié)點(diǎn)與RP-1之間建立一種運(yùn)動(dòng)上的約束關(guān)系），RP-2 與混凝土上表面圓環(huán)位置耦合，如圖3 所示，RP-1、RP-2 施加荷載或位移。

圖1 模型圖

圖2 網(wǎng)格模型

圖3 參考點(diǎn)

在RP-1（與地腳螺栓上表面耦合）點(diǎn)施加上拔位移，RP-2（與混凝土上表面圓環(huán)區(qū)域耦合）點(diǎn)施加下壓位移，當(dāng)RP-1 點(diǎn)施加上拔位移時(shí)，RP-2 點(diǎn)不施加位移，當(dāng)RP-2 點(diǎn)施加下壓位移時(shí)，RP-1 點(diǎn)不施加位移。RP-1 點(diǎn)施加UL-0 的循環(huán)荷載，RP-2 點(diǎn)上施加0-UY 的循環(huán)荷載。具體加載制度如下：第1 秒RP-1 點(diǎn)上施加的上拔位移，RP-2 點(diǎn)不施加位移，第2 秒RP-2點(diǎn)上施加下壓位移，RP-1 點(diǎn)不加位移，同理第3 秒RP-1 點(diǎn)上施加的上拔位移，RP-2 點(diǎn)不施加位移，第4 秒RP-2 點(diǎn)下壓位移，RP-1 點(diǎn)不加位移，每一秒保持上拔位移、下壓位移不變，循環(huán)30 秒，查看損傷發(fā)展情況。

1 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ图虞d方式及數(shù)據(jù)

首先進(jìn)行單向拉伸及單向壓縮計(jì)算：（1）在RP-1 點(diǎn)施加上拔位移計(jì)算出模型上拔工況的荷載- 位移曲線。（2）在RP-2 點(diǎn)上施加下壓位移計(jì)算出模型下壓工況的荷載- 位移曲線。荷載- 位移曲線如圖4、5 所示。

2 位移加載

位移加載：取0.05mm 作為循環(huán)荷載的下壓位移，取0.03mm作為循環(huán)荷載的上拔工況。RP-1 點(diǎn)加載數(shù)據(jù)如表1 所示，RP-2點(diǎn)加載數(shù)據(jù)如表2 所示。

每隔5s 取一拉損傷云圖，觀察其損傷發(fā)展：（圖為位移加載拉損傷云圖）,取觀察其損傷。

圖4 下壓工況的荷載- 位移曲線

圖5 上拉工況下的荷載- 位移曲線

表1 RP-1 點(diǎn)加載數(shù)據(jù)

表2 RP-2 點(diǎn)加載數(shù)據(jù)

圖7 t=10s

3 結(jié)論

本文通過(guò)有限元分析軟件，建立仿真模型，在環(huán)荷載作用下的模擬中對(duì)地腳螺栓施以上拔力對(duì)素凝土進(jìn)行下壓模擬測(cè)試，位移加載方式下混凝土損傷都從法盤周邊開(kāi)始損傷，隨后向周邊擴(kuò)散，因此需采取相應(yīng)措施來(lái)提高基礎(chǔ)承載力，（轉(zhuǎn)下頁(yè)）杜絕災(zāi)害發(fā)生。

圖8 t=15s

圖9 t=20s

圖10 t=25s

圖11 t=30s