输电线路工程现已成为我国冻土工程的重要组成部分，而桩基础是冻土区输电线路杆塔较为通用的基础型式。输电铁塔是典型的高耸结构，抗拔与抗倾覆稳定性是铁塔基础设计的主要控制条件。通过回顾国内外相关文献，发现冻土区桩基础抗拔承载性能研究相对较少，尤其是上拔与水平荷载共同作用时，对其承载机理、荷载传递规律等认知模糊不清，给冻土区桩基础设计带来不便。为此，采用数值计算方法，分析了季节冻土区与多年冻土区粉质黏土、砾砂地基中桩基础抗拔承载性能。结果表明：冻土区桩基础破坏以上拔为主；上拔荷载-位移曲线呈缓变型；同种地基土质条件下，相较融化期，冻结期桩基础抗拔承载力提高20%；相较粉质黏土，砾砂地基承载力提高20%；随着水平荷载增加，桩顶竖向位移增大，导致桩基抗拔承载力下降。

为了分析冻土地基中输电线路基础发生冻拔破坏的科学问题，以锥管板条装配式基础为研究对象，采用室内模型试验测试及分析的研究方法，开展了不同环境温度下，冻土地基的冻结试验和基础的上拔加载试验，分析了地基温度场、位移场的分布特征以及基础抗拔承载力与温度之间的关系，揭示出上拔荷载作用下冻土地基的破坏模式。研究结果表明：冻结试验中，模型基础的冻拔位移均小于周围地基土体的冻胀位移，基础对地基土体的冻胀存在反约束作用，距离基础越近，约束作用越明显；不同冻结环境温度下基础的上拔加载试验中，抗拔极限承载力均随环境温度的降低近似呈线性增大，增加速率接近1.8 kN/℃;在冻结与上拔力双重作用下，地基土体首先出现局部张拉破坏，随着上拔荷载的不断增加，地基土体逐渐由局部张拉破坏过渡为整体剪切破坏。研究成果可为这种形式的基础在冻土地基中的应用提供理论依据和实践经验。

以青藏直流联网工程为背景,进行上拔和水平力组合荷载作用下管桩基础抗拔承载性能真型载荷试验。结果表明:冻结期冻土地基整体处于冻结状态,地基回冻情况良好;融化期最大融化深度与地基多年冻土上限较吻合,多年冻土层无明显退化迹象。上拔加载过程桩底接触土压力减小,冻结期活动层范围内桩侧土压力明显增大,融化期活动层范围内桩侧土压力大大减小,其余位置土压力变化不明显。冻结期基础位移量显著低于融化期,冻结期抗拔及水平承载力高于融化期,上拔承载力高于水平承载力;上拔荷载与位移关系可采用幂函数模型进行预测。试验所得基础抗拔承载力与规范法计算结果比较吻合,表明冻土地区桩基础抗拔承载力规范计算方法是可靠的。

以青藏直流输电线路工程为背景,在活动层处于冻结和融化状态时,分别进行上拔和水平力组合荷载作用下锥柱基础抗拔承载特性真型载荷试验.试验表明:冻结期冻土地基整体处于冻结状态,冻土地基回冻情况良好;融化期最大融化深度与地基多年冻土上限较吻合,表明施工开挖对多年冻土地基热稳定性影响较小.上拔加载过程中基础底板接触土压力减小,基底扩展板上方土体土压力明显增大,基础侧壁土压力变化不明显.冻结期基础位移量显著低于融化期,承载力明显高于融化期;基础上拔荷载与上拔位移关系可采用幂函数模型进行预测.融化期基础抗拔承载力试验值与规范法计算结果比较吻合;冻结期试验抗拔承载力与规范计算值存在一定差异.

冻土区基础设计的合理性是建筑物设计的重点,是工程成败的关键。冻土区天然上限冻融循环、冻胀、融沉等病害十分普遍,许多水工建筑物基础由于工程地质条件,特殊的功能性限制只能采用深基础即桩基础。钻孔灌注桩基础,是国内外工程广泛采用的基础形式,可适用于各类地质条件。文章着重阐述灌注桩在冻土地区竖向承载力及抗拔稳定性计算方法。

深埋藏的天然气管线与周围因冻胀性差异发生位移的冻土之间的相互关系已经引起关注。本文介绍了一种在实验室检测的基于冻土地带抗拔阻力递减对不同冻胀作用下的管线进行模拟的半定量方法。非线性的应力应变预测结果与有限元分析方法结果取得了很好的一致。采用一种参数研究方法来分析那些可以改变冻土地带抗拔阻力的关键因素。相比很多种此类方法,最终发现剩余阻抗是影响管线应力应变的一个很重要的参数。

为研究多年冻土区桥梁及建筑物桩基抗冻拔的能力和变形性质,结合青藏铁路试验段工程,对青藏高原高温细颗粒多年冻土区钻孔灌注扩底桩和直孔桩现场抗拔力试验进行了研究,得到了两种桩型在同一地质和地温条件下的抗拔承载力及变形的试验结果。依据地温测试资料的分析,给出了桩-土体系回冻时间及地温变化特征。研究成果可为类似条件下抗冻拔桩基础设计与施工提供参考。

结合青藏铁路多年冻土区钻孔灌注抗拔桩现场载荷试验,依据场地多年冻土地温实测资料、物理力学参数以及冻土类型,考虑多年冻土蠕变特性,对冻土区钻孔灌注抗拔桩进行非线性有限元分析。桩–土体系有限元分析采用三维十节点四面体等参单元,桩–土相互作用采用面–面接触单元;同时,假定桩–土体系本构模型服从Drucker-Prager屈服准则。通过数值模拟计算结果与抗拔桩现场载荷试验的对比分析,结果表明,考虑冻土蠕变的分析结果与试验值较为接近,不考虑冻土蠕变时,当外载荷较大时桩顶上拔位移的计算值要比试验值小43%左右,但外载荷较小时两种计算结果差别不大。因此,考虑冻土蠕变的分析方法更比较符合多年冻土区钻孔灌注抗拔桩的实际受荷特点。

结合青藏铁路清水河多年冻土地区抗拔基桩的竖向静载现场试验,对桩周冻土冻结强度、基桩竖向抗拔极限承载力等进行了深入的研究,并将直孔桩、扩底桩两种不同桩基础的荷载试验结果进行了分析比较,为青藏铁路桩基础设计提供了科学依据。

以新疆地区某高压输电线冻土桩基础受力分析为背景,在人工冻结条件下,进行了单桩的室内抗拔模型试验.研究了在不同冻结温度下,冻土中单桩在竖向上拔荷载作用下的承载力特性及其力学性状,分析了包括桩的轴力、桩土之间的冻结力沿桩身的分布规律,桩头竖向位移与荷载的关系,并且定量分析了冻结力和承载力与冻结温度的关系.最后,将分析结果与抗压桩进行了比较.成果可为西部冻土地区桩基的设计与施工提供参考依据.