季节性冻土区渠道衬砌结构冻胀防治效果数值模拟研究

渠道衬砌冻胀及损伤问题是季节性冻土区普遍存在的现象,这些问题被认为是热量输送和水分流动过程之间相互作用造成的。本文提出了一种新型的衬砌结构,并在大石桥市某灌区研究了新型及传统衬砌结构对渠道冻胀的影响,并采用组合热量传输和水分流动的二维耦合模型分析了新型和传统渠道衬砌结构的温度变化特征及新型衬砌防冻胀效果,两种渠道衬砌结构不同深度处的温度数值模拟结果与现场实测结果基本一致。现场观测结果表明:新型渠道衬砌结构具有渗漏低、导热系数低、排水速度快、不均匀变形低等特点。因此,在季节性冻土区这种新的渠道衬砌结构可以很好地防止冻胀破坏的发生。     

渠道衬砌基土冻胀破坏原因简析

在季节性冻土区,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、板块错位等,严重的可造成衬砌破碎或滑塌。究其原因,分析如下。一、渠道基土不均匀冻胀基土产生较大的冻胀量是造     

季节性冻土地区渠道防渗防冻胀新材料及应用

渠道冻胀及其防治是我国季节性冻土地区灌区渠道防渗工程建设与管理运行中的一个突出问题。本文分析了我国渠道防渗防冻胀技术发展中存在的混凝土刚性衬砌防渗渠道冻胀破坏严重,渠道衬砌施工机械化程度较低,渠道衬砌防渗对当地生态效益有一定的负面影响等问题,总结了近年来几种性能优良、施工简单、满足环保要求、应用效果较好的防渗防冻胀新材料,主要从防渗性和抗冻性的角度对其进行了评价,并通过实际工程应用及相关实验结果的分析比较,总结出这些新材料的适用性及应用形式,对渠道防渗防冻胀新材料的推广应用具有一定的指导意义。     

新疆柳沟灌区南干渠抗冻胀计算及防冻胀材料的选择

新疆柳沟灌区属于季节性冻土地区,该区冬季衬砌渠道冻胀破坏相当严重,冬季能否正常引水,关键看是否有正确的抗冻胀计算和切实可行的防冻胀措施。文中根据《渠系工程抗冻胀设计规范》,在当地的水文地质和工程地质条件下,通过抗冻胀计算,从适应冻胀、回避冻胀、削减冻胀等角度,选择切实可行的防冻胀材料,以达到满意的工程使用效果。     

U形渠道冻胀监测试验研究

从我国北方季节性冻土灌区整体式U型渠道混凝土衬砌结构饱受冻胀破坏实际出发,进行整体式U型混凝土渠道衬砌结构冻胀观测试验。结果表明:试验区域渠基土低温期和冻胀量峰值期为11月中旬～次年1月底,渠基土地温最小值和冻胀量最大值均出现在这一期间,而且渠基土地温与冻胀量之间存在密切联系,随着地温降低,渠基土冻胀量升高,渠基土地温降低对阴坡弧段渠基土冻胀量影响最大,对阳坡弧段影响次之,对阳坡直段影响最小。研究结果可为渠道防渗抗冻措施的运用提供理论依据。     

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。     

东港地区衬砌渠道冻胀有限元数值模拟研究

严寒地区的混凝土衬砌渠道渠基土冻胀作用常引起混凝土开裂,甚至产生隆起破坏,造成渠道渗漏,使灌区灌溉用水浪费严重。结合辽宁东港地区不同形式衬砌渠道结构的原位观测试验,应用ANSYS有限元软件,对苯板和非苯板衬砌渠道试验段进行了温度、应力和应变数值模拟分析。结果表明:将冻土视为横观各向同性线弹性材料,符合冻土的力学本构特性,既能反映冻土冻胀时的变形和应力分布规律,又与实测情况吻合良好。苯板衬砌渠道的设计,可解决东港水稻灌区地下水位高、现有混凝土渠道衬砌抗冻胀性能差、混凝土易裂、破损率高等问题。     

新疆地区混凝土渠道冻胀破坏影响及其防冻措施

新疆地区属季节性冻土区,未采取防冻胀设计和措施的输水渠道出现了较为严重的冻胀破坏,严重影响到输水渠道的安全运行,威胁灌区的农业生产安全。为防治新疆地区混凝土渠道冻胀破坏,本文在对该地区渠道进行病害调查的基础上,分析了渠基土体冻胀的影响因素,并提出了渠道防冻胀措施,对新疆及北方地区渠道建设有一定借鉴作用。     

考虑太阳辐射的渠基冻土热力学解析模型

季节性冻土区渠道混凝土衬砌冻胀破坏一直是困扰灌区健康发展的难题。导致渠道混凝土衬砌冻胀破坏的主要外界因素有衬砌表面温度、渠基土地下水与渠基土质等。大量实验证明,在太阳辐射的作用下渠道混凝土衬砌与渠基土体之间产生一定的温度差,从而形成一定的温度梯度,使得渠基土水分不断向衬砌底部迁移,产生较大的法向冻胀力,造成衬砌鼓起与脱落。文章在考虑太阳辐射因素对渠基土体温度场影响的基础上,将其回归成正弦函数T代入热力学方程中,并通过MATLAB编程计算出太阳辐射因素下渠道不同位置各个时刻t的深度z随温度T的变化规律,为以后季节性冻土区渠基土体温度场计算提供了一种简单可行的方法。     

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。     

基于不同厚度苯板结构设计对渠道衬砌的保温试验

辽宁地区的灌区每年冬天渠道都会面临渠基土冻胀问题,而冻胀程度直接决定了渠道衬砌工程的使用年限。本文通过对灌区中苯板保温渠道衬砌结构和对比结构的试验观测,获得了有关灌区渠道衬砌地温、冻深及冻胀量变化情况的相关数据,经过对比分析,得到采用不同厚度的苯板材料衬砌下对渠基土地温、冻深及冻胀量的影响,并通过试验获得了灌区渠道适宜的苯板衬砌厚度,为灌区渠道衬砌工程设计提供了参考依据。     

季节性冻土区梯形衬砌渠道改扩建基土置换的分析研究

抵御冻胀破坏一直是季节性冻土区渠道建设面临的技术难题。文章借助ANSYS专业有限元模拟分析系统,围绕季节性冻土区梯形衬砌渠道的温度场、移位场、应力场、基土置换的优化深度以及原材料的优化择取课题开展专题分析探究,把握不同换填深度和不同替换材料下的季节性冻土区梯形衬砌渠道应力应变规律,探索优化的基土置换深度及材料,为同类工程应用提供研究和技术参考。     

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。     

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。     

北方不同地域混凝土衬砌渠道聚苯乙烯泡沫板保温防冻胀适宜厚度分析

通过对北方季节性冻土地区开展混凝土衬砌渠道聚苯乙烯泡沫板保温防冻胀应用情况调查、 试验研究及计算验证,系统性地提出了北方不同地域、不同渠道走向、不同渠道流量大小、不同渠坡灌溉 渠道铺设聚苯乙烯泡沫板适宜厚度,为实际工程的设计与建设提供参考。     

高地下水位渠道混凝土衬砌冻胀损坏数值模拟研究

地下水位比较高的渠道容易发生冻胀破坏,因此渠道工程建设首先要解决渠道冻胀损坏的问题。在借鉴已有理论如冻土力学、三场耦合、材料力学、弹性力学、渗流等理论基础上,文章分析了渠道基土冻胀以及衬砌结构,并构建了渠道混凝土衬砌冻胀损坏力学模型以及冻土的弹性本构模型,利用模型模拟冻胀过程中三场耦合的数据,最后得到新型的防冻胀结构来预防渠道的冻害发生。     

内蒙古河套灌区渠道衬砌防冻试验研究

内蒙古河套灌区地处季节性冻土地区。自1999年开始实施以渠道防渗衬砌为主的节水改造工程以来，渠道衬砌防冻试验受到灌区管理和科研部门的高度重视。先后在灌区内永刚分干渠、西济支渠、杨家河干渠建立了渠道衬砌防冻试验场，以探索不同级别渠道、不同自然地理条件下，各种衬砌结构形式及防冻措施的防冻效果，以选择经济、适用、合理的渠道衬砌结构型式。以杨家河防冻试验场为代表，介绍近年来河套灌区渠道衬砌防冻试验方面的一些初步成果。     

抗冻胀渠道防渗的结构形式研究进展

深入分析了季节性冻土区渠道冻吝的原因,概括了目前抗冻胀防渗渠道的主要结构形式,结合国外较成熟的GCL渠道防渗结构技术,对我国经济合理且抗冻胀的新型渠道防渗结构形式进行了探讨,对进一步研究季节性冻土区渠道防渗具有借鉴意义.     

渠道季节性冻土冻胀问题及预防措施探讨

南水北调中线应急供水工程渠道季节性冻土冻胀灾害,在河北省境内分布普遍且问题突出。其中第S1～S12标段渠道地基岩性主要为壤土、砂壤土、粉细砂,均须考虑冻胀问题。渠道设计时针对不同的地基岩性虽然采取了不同的防治冻胀的措施,但仍有部分渠道衬砌出现了不同程度的冻胀破坏。通过对工程中的季节性冻土发生冻胀破坏的部位进行统计、分析和研究,阐明了不同冻胀破坏发生的原因和机理,从预防和优化防冻设计角度提出了防冻胀的方法和地基处理措施。     

泾惠渠灌区渠道衬砌防冻措施探讨

通过分析泾惠渠灌区现有渠道衬砌的结构形式,对各类衬砌结构的抗冻性能进行了探讨,提出了渠道防冻胀破坏的措施,确保灌区渠系顺利过冬。