大U形混凝土衬砌渠道冻胀破坏的力学模型探讨

通过对U形混凝土衬砌渠道冻胀破坏机理的分析,提出了U形混凝土衬砌渠道冻胀破坏的力学模型,并解出了渠坡直线段和圆弧段控制内力及最大拉应力,结合混凝土板抗裂条件给出了冻胀力、胀裂部位、冻胀抗裂衬砌板厚度及抗冻胀破坏验算的一系列计算方法.     

大型输水明渠抗冻胀有关问题的初步探讨

我国已建或在建的大型输水明渠渠坡和渠基一般为含细颗粒的土体，并且渠道多采用混凝土衬砌，在季节性冻土区，渠坡和渠基土体易发生冻胀致使渠道混凝土衬砌结构出现冻胀破坏，因此不可避免地需采取抗冻胀措施以确保工程过冬安全。本文针对大型输水明渠渠道工程，对渠道衬砌为主的建筑物抗冻胀有关问题进行初步探讨。     

灌区混凝土预制块衬砌渠道冻胀破坏探讨

冻胀是造成衬砌渠道破坏的主要因素,同时抗冻胀问题处理也是渠道工程建设中的重点和难点。通过分析小昌马灌区混凝土预制块衬砌渠道的破坏原因,并提出防治措施及建议,有利于渠道管理。     

甘肃省衬砌渠道冻胀的防治

衬砌渠道冻胀破坏,是我因季节性冻土地区重点研究的问题。本文根据甘肃省防治衬砌渠道冻胀破坏的实践经验和试验研究成果,分析了渠道冻胀的基本特征,提出了防治衬砌渠道冻胀破坏的一系列措施。     

整体式U形渠道混凝土衬砌结构冻胀破坏力学模型

通过对整体式小型U形混凝土衬砌渠道冻胀破坏特征及原因分析,将结构简化为在法向冻胀力、法向冻结力、切向冻结力和重力共同作用下的超静定两铰拱,应用结构力学原理求解出衬砌板的冻胀力及内力图,结合混凝土板抗裂条件,给出了最大拉应力、衬砌板厚和抗冻胀破坏验算的公式,并对整体式与两拼式U形衬砌板冻胀效应进行了比对。结果表明,整体式U形混凝土衬砌渠道由于具有冻胀变形均匀、法向冻胀力小、抗冻胀能力强等特点,优于传统的两拼式U形渠道断面。     

基于双K断裂准则的U形混凝土衬砌渠道冻胀破坏力学模型研究

为探讨U形渠道衬砌的冻胀断裂力学模型,采用有限元软件简化模拟混凝土衬砌板初始裂缝扩展,并结合线弹性断裂力学的双应力强度因子的混凝土双K断裂破坏准则,建立了冻胀力与冻结力共同作用下的U形渠道混凝土衬砌板冻胀断裂力学模型。根据混凝土双K断裂准则与冻胀条件下的混凝土衬砌力学模型,计算了U形渠道各部位混凝土衬砌板在初始裂缝扩展情况下,混凝土衬砌板冻胀断裂破坏的临界厚度。通过实例计算,验证了此双K断裂准则下的混凝土渠道衬砌冻胀力学模型具有一定的实际应用价值,为以后的U形混凝土衬砌渠道抗冻胀设计提供了合理的理论参考。     

季节性冻土地区衬砌渠道的冻害成因与防治措施

指出混凝土衬砌渠道的冻害可以分为冻胀破坏、冻融破坏和冰冻破坏3种类型,论述了不同冻害的破坏形式,认为冻胀破坏在我国北方季节性冻土地区比较广泛,对工程的危害程度较大,是刚性材料衬砌渠道的主要冻害形式,阐述了渠基土的冻胀机理和主要影响因素,并提出了回避冻胀、削减冻胀、衬砌结构和运行管理等方面防治冻胀的措施。     

寒区弧底梯形衬砌渠道冻胀破坏的尺寸效应研究

为探明地下水埋深、冻深及渠深对冻土地基上弧底梯形衬砌渠道冻胀破坏的影响规律,依据毛细理论将渠道冻胀分为封闭系统、半开放系统和开放系统;基于冻土水热力三场耦合理论,利用多场耦合软件COMSOL Multiphysics模拟研究了30组不同尺寸衬砌渠道的冻胀位移场和应力场。结果表明:规范建议的衬砌厚度内,渠道规模越大越窄深、冻深越大、地下水埋深越浅,则衬砌渠道冻胀破坏越严重。封闭系统,中小型衬砌渠道为渠底中心下表面拉裂,大型渠道为渠底中心下表面和距渠顶2/3坡长处上表面拉裂;半开放系统,中小型渠道为渠底中心上表面拉裂,大型渠道为渠底中心上表面和坡脚下表面拉裂;开放系统,小型渠道为渠底中心上表面拉裂,中型渠道为坡脚上表面拉裂,大型渠道为渠底中心下表面和距渠顶2/3坡长处上表面拉裂。该研究揭示了渠道衬砌冻胀破坏的尺寸效应,对弧底梯形衬砌渠道抗冻胀设计及衬砌结构合理设缝具有指导意义和定量化参考。     

改性PP纤维混凝土在冻土区渠道衬砌工程中的应用

影响渠道冻胀的主要因素是冻深和冻胀量.对衬砌渠道而言,设计人员应根据渠道的地质与地形条件,提出具体的抗冻胀措施,而不是单一的应用PP纤维混凝土就能解决渠道冻胀破坏问题.     

弧底梯形复合衬砌渠道冻胀破坏力学模型及其求解

针对弧底梯形断面渠道,考虑复合土工膜和渠基土壤的摩擦力,通过分析复合衬砌渠道的冻胀破坏机理,指出弧底梯形复合衬砌渠道坡板可简化为在冻胀力、冻结力、摩擦力共同作用下的悬臂梁,整个衬砌体属于压弯组合变形结构。通过适当的假设和简化,建立了弧底梯形复合衬砌渠道冻胀破坏力学模型,分别求出渠道坡板和弧形底板内力表达式,并对衬砌板的厚度进行验算。对比混凝土渠道,加入复合土工膜后,衬砌体产生允许范围内的冻胀位移量,使渠基土壤对衬砌体的有效冻胀力和有效冻结力减小,改善了衬砌体本身的受力状态,起到防冻胀破坏的作用,揭示了复合衬砌渠道防冻胀破坏的机理;对比梯形渠道,认为弧底梯形渠道坡板与底板整体结构性更强,反拱作用明显,更有利于渠道的防冻胀破坏。     

京密引水渠渠坡衬砌结构冻胀特性

北京地处北纬４０°左右的季节性冻土带，冬季极端最低气温为－２２．８℃，结冰期约１３０ｄ，冻土期约１００ｄ，冻土深度０．５～０．８ｍ。在这种气候条件下，基土冻胀对渠道衬砌的破坏作用不可忽视，衬砌结构必须具有抗基土冻胀破坏的能力，才能保证渠道衬砌的耐久性...     

南水北调中线工程渠道防冻胀结构选择浅析

1概述在季节冻土区,渠道刚性衬砌如不采取必要的防冻胀措施,常发生基土冻胀破坏。主要表现为衬砌鼓胀裂缝、隆起架空、整体上抬、板块错位,严重的还会造成衬砌破碎或滑塌。渠道衬砌的冻胀破坏,导致其失去防渗减糙作用,增大渠道输水损失,降低渠道水利用系数。通过渠道衬砌冻胀破坏调查与实     

汾阳市末级渠道抗冻胀处理措施探讨

基于汾阳市末级渠道冻胀现象,阐述了渠道衬砌体冻胀的破坏特征及影响因素,而后对渠道抗冻胀结构形式进行比选,确定所采用的保温措施,即在预制混凝土板下铺设聚苯板,并计算聚苯板铺设厚度,实践证明,该措施能完全满足渠道抗冻胀要求。     

北方灌区渠道防渗抗冻胀衬砌措施分析

我国北方地区因气候寒冷,灌区输水渠道初砌体因受冻胀作用而破坏严重,影响了工程的使用,并造成巨大的浪费。文章通过调查北方灌区内现有各级渠道的防渗防冻胀措施、冻胀破坏和老化失修情况,分析了造成渠道衬砌结构破坏的原因,提出适宜该灌区渠道的防渗防冻胀破坏衬砌措施。     

渠道防冻胀衬砌结构的选择

通过渠道衬砌冻胀破坏调查与实际观测分析,渠道刚性衬砌基土冻胀破坏,与基土冻胀位移大小及其不均匀程度、衬砌结构受约束条件、衬砌抵抗或适应基土冻胀变形的能力等因素有关。在选择防冻胀衬砌结构时,应从消除或减少基土冻胀及其不均匀性、消除衬砌结构的约束条件、提高衬砌结构的强度和适应基土冻胀变位能力等方面综合考虑。     

喀什河下游灌区改造工程渠道衬砌结构抗冻胀设计

位于高地下水位区的渠道衬砌结构抗冻胀设计较为复杂,以喀什河下游灌区改造工程为例,对其渠道衬砌结构抗冻胀设计进行了数值模拟分析,得出本工程渠道衬砌结构的稳定性及冻胀变形、法向与切向冻胀力的分布规律与冻害规律,并为工程渠道抗冻胀提供了理论指导。     

渠道刚性衬砌防冻胀结构选择

渠道刚性衬砌冻胀破坏与基土冻胀的不均匀性、衬砌受到的约束及其抵抗或适应基土冻胀变形的能力等因素有关.选择防冻胀衬砌结构,应从降低基土冻胀的不均匀性、减少衬砌结构的约束条件、提高衬砌结构的强度和适应变位能力等方面考虑.通过对衬砌结构发生冻胀破坏的原因分析,针对渠道不同的水文地质条件和运用情况,提出相应的防冻胀衬砌结构.     

现浇混凝土衬砌渠道施工技术

笔者总结了灌区水工程冻胀损坏及老化失修原因，介绍了现浇混凝土衬砌渠道技术，探讨了费省效宏，省工省料，坚固耐用，抗冻胀性能好的渠道衬砌经验，同时对渠道衬砌提出了合理建议。     

不同断面类型混凝土垫层渠道抗冻胀设计优化研究

文章以张掖市大满灌区不同断面类型渠道破坏段为研究对象,通过分析渠道冻胀相关参数,得出最佳衬砌方案。结果表明,选择大柏支渠横断面为典型断面,采用弧形底梯形断面,全断面现浇C20砼衬砌,砂砾石垫层。该衬砌方案具有较好的防渗、抗冻胀、抗冲刷效果,结构整体性强、施工工序少、耗用劳动力少、造价低、使用寿命长、单位投资小等优点,可作为张掖市不同断面类型混凝土垫层渠道最优抗冻胀设计方案。     

混凝土渠道抗冻胀设计及防冻害措施在西北冻土地区节水工程中的应用

根据黑河流域节水改造项目甘肃省临泽县渠道工程建设的实践经验,针对西北冻土地区混凝土渠道冻胀破坏问题,以甘肃省临泽县平川灌区二坝干渠衬砌工程为例探讨了混凝土渠道抗冻胀设计方法和一些防冻害措施。