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     

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...     

季节性冻土区渠道衬砌防冻胀措施试验研究

针对3种衬砌结构形式的防冻胀效果进行对比试验,分析气温、地温、含水量、地下水位等观测数据后,采用土工布+碎石垫层作为衬砌保温防冻胀材料适宜在季节性冻土区灌区渠道上应用。试验结果对季节性冻土区灌区渠道结构防冻胀设计具有参考意义。     

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。     

冻土区渠道防渗工程冻胀的防治措施

季节性冻土区渠道防渗工程冻胀破坏的防治措施，可根据不同土质、不同地下水位、不同气温条件下产生的不同冻胀程度，分别采取降低渠基土壤含水量、防止外界水源渗（流）入渠基、降低地下水位等措施。也可通过选择合理断面型式及衬砌结构的方法来防治冻胀破坏，如果采用圆弧形底梯形断面、采用Ｕ型渠道、采用特殊结构型式等措施。还可采用砂换基措施来防治冻胀破坏     

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。     

渠道衬砌铺设聚苯乙烯板保温防冻害试验研究

北方季节性冻土地区渠道刚性衬砌因基土冻胀造成破坏，对此，铺设聚苯乙烯板作为保温防冻措施。经过3年试验研究，提出保温板厚度计算方法，针对不同位置，试验不同板厚，进行多项观测。从基土温度、冻深、冻胀量、含水量等的变化，分析了保温板的防冻效果。     

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。     

Pasternak冻土地基梯形渠道冻胀变形与内力计算

为克服现有Winkler模型未考虑渠基冻土连续性的不足,引入Pasternak剪切层描述独立土弹簧间的相互作用,进而提出Pasternak冻土地基上梯形渠道冻胀力学分析方法。对基土均匀冻胀且无顶盖板约束的梯形渠道导出接触面法向应力、衬砌板冻胀位移及截面内力分布的解析式。以甘肃省某梯形渠道为例,应用本文模型和Winkler模型计算各衬砌板冻胀位移分布及接触面法向应力分布,并结合观测值进行了对比。结果表明：本文模型计算结果与观测值符合良好,且相比Winkler模型计算结果更接近观测值,能更加准确地反映衬砌冻胀位移分布规律,表明模型合理性。该模型能较好地体现法向冻胀力随衬砌冻胀变形的释放与衰减;法向冻胀力作用于坡板中下部且呈非线性、差异分布;中上部有脱开、翘起趋势而受法向冻结力作用;底板则只受法向冻胀力作用。研究结果可为梯形渠道抗冻胀设计提供参考。     

考虑冻土与结构相互作用的梯形渠道冻胀破坏弹性地基梁模型

假定渠基冻土为服从Winkler假设的弹性地基,提出一种针对开放系统混凝土梯形渠道的衬砌冻胀力分布计算方法。基于弹性地基梁理论引入与冻胀变形成比例的附加项来反映衬砌冻胀变形引起的冻胀力释放和削减,导出考虑冻土与衬砌结构耦合作用的冻土地基梁挠曲线微分方程。基于此,对现浇混凝土梯形渠道底板和坡板分别建立冻胀模型,并结合边界条件对方程求解获得渠道底板和坡板挠度和内力的解析表达式,进而建立了基于衬砌冻胀位移计算的渠道衬砌冻胀破坏判断准则。以新疆塔里木灌区某梯形渠道为原型,对衬砌各点冻胀位移进行了计算,并与材料力学方法的计算结果及原型观测值进行了对比分析。结果表明,本文方法由于考虑了衬砌冻胀变形引起的冻胀力释放和削减,冻胀位移计算结果均较材料力学方法小,且与观测值更加符合。研究结果可为现浇混凝土梯形渠道的抗冻胀设计提供参考和理论依据。     

农十师183团东场支渠防冻胀破坏及治理措施

渠道防渗衬砌冻胀破坏的主要影响因素有渠床土质、冻土深度、地下水埋深、衬砌结构形式及材料等。本文根据当地实际情况,结合冻胀计算结果,指出选择合理衬砌材料、衬砌结构、衬砌断面形式,同时应用防渗材料、换填非冻胀性土、隔热保温等削减或适应冻胀的措施,可以有效防治渠道冻胀破坏。     

灌区梯形渠道EPS保温板非等厚铺设抗冻胀数值模拟分析

灌区渠道衬砌冻胀破坏一直是困扰其健康发展的难题,文章针对季节性冻土区弧底梯形渠道,采用非等厚EPS保温板铺设方法,利用有限元软件ADINA瞬态温度模式,对其温度场进行了数值模拟研究,并探讨了不铺设苯板、均布铺设8cm厚苯板和不等厚铺设苯板三种状态下渠道温度场的变化规律。结果表明:根据渠道阴坡、阳坡以及渠道不同设计冻深选取相应厚度的EPS保温板,不仅能达到抗冻胀的效果,而且节省了材料,降低了整个工程的造价,是一种简单可行的工程措施。     

梯形复合衬砌渠道冻胀破坏力学模型研究

近年来复合土工膜与混凝土板相结合的复合衬砌防渗渠道得到了广泛应用。复合土工膜是一种薄型、连续、柔软的防渗材料,其防渗特性已有大量研究成果,但对复提合衬砌渠道的力学特性还缺乏研究。针对梯形断面渠道,建立了复合土工膜混凝土衬砌渠道的冻胀破坏力学模型,提出了衬砌板内力表达式及厚度验算公式。分析梯形复合衬砌渠道冻胀破坏的影响因素,结果表明,加入复合土工膜后削减了冻土对衬砌板的切向约束力,能起到防冻胀破坏的作用。     

沥青玻璃丝布用于渠道防渗施工简介

甘肃省灌区都位于季节性冻土地区,为了适应基土的不均匀冻胀变形,并且在衬砌遭到冻胀破坏后,使修复比较便利,渠道一般采用预制板衬砌的型式。这种型式具有施工简便、进度较快等优点。但主要问题是砼板连接处的砂浆缝仍有一定的渗漏量,因而成为防渗的薄弱环     

论高强度混凝土裂缝的施工防治技术

在我国,冻土地区和季节性冻土地区占国土总面积的3/5,渠道混凝土衬砌工程普遍存在着严重的冻害问题。在工程建设中,就冻土区渠道防渗工程冻胀防治举措而言,工程人员可以依据不同的地理水文特征,通过对不同气温环境下冻胀程度进行合理分析,系统地采取回避冻胀、消减冻胀两大体系处理防渗工程中的冻胀问题,运用切合实际的冻胀防治方案,在一定程度上推进我国渠道工程进度。     

冻土区渠道防渗工程冻胀的防治措施

在我国,冻土地区和季节性冻土地区占国土总面积的3/5,渠道混凝土衬砌工程普遍存在着严重的冻害问题。在工程建设中,就冻土区渠道防渗工程冻胀防治举措而言,工程人员可以依据不同的地理水文特征,通过对不同气温环境下冻胀程度进行合理分析,系统地采取回避冻胀、消减冻胀两大体系处理防渗工程中的冻胀问题,运用切合实际的冻胀防治方案,在一定程度上推进我国渠道工程进度。     

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。     

季节性冻土区玻璃钢防渗渠道抗冻胀性能初探

为了研究玻璃钢防渗技术在北方季节性冻土区的有效性,采用有限元分析软件ADINA对玻璃钢材料防渗渠道的温度场、变形场及应力场进行仿真分析,同时研究了衬砌板的冻胀变形及冻胀力分布规律.结果表明:与普通混凝土衬砌相比,玻璃钢衬砌材料不仅能使衬砌板的冻胀变位值及冻胀力更加均匀,而且通过释放变形,可使其法向冻胀力减小51%~74%,切向冻胀力减小34%～46%,玻璃钢材料优于混凝土.     

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。     

黄河下游引黄灌区衬砌渠道工程防冻胀破坏措施研究

黄河下游属季节性冻土地区,由于基土的冻胀变形而引起的衬砌渠道和水工建筑物的冻胀破坏问题普遍存在。开展凌期引黄,由于延长了水利工程在低温下的使用期限,无疑将会使这一问题变得更加严重。为此,选择山东省引黄济青工程、韩墩和潘庄等灌区为典型,开展实地调查、实验、研究衬砌渠道的冻胀破坏问题和保护措施。首先分析了冻胀破坏的内外在机理,分析了造成黄河下游引黄灌区水利工程冻胀破坏的各种影响因素,在此基础上,针对衬砌渠道冻胀破坏的特点,提出不同的保护方案。实践证明,该项研究成果对黄河下游引黄灌区规划、建设、运行管理具有十分重要的应用价值,对广大北方灌区也具有重要参考价值。