冰期明渠非恒定流阻力分析及圣维南方程优化

南水北调中线输水线路自南向北由温暖带进入半寒冷地区,受气温变化影响,将有不同程度的冰情出现,对渠道运行安全和输水效率造成不利影响。以描述一维明渠非恒定流的圣维南方程为基础,对输水线路的冰封段和冰盖段水流阻力进行了分析,进而得到针对冰期水力条件的修正圣维南方程,为冰期渠道水力学数值模拟提供了理论基础。     

南水北调中线工程总干渠建设方案比较

南水北调中线工程总干渠工程建设方案的合理与否，直接关系整个中线工程的经济投资大小和工程建设的成败。选取几个高线自流方式的典型总干渠工程建设方案进行了比较研究，推荐近期采用明渠结合局部管道，后期要用断面扩宽方式的分期建设方案。     

南水北调中线工程总干渠刁河渡槽结构方案比较研究

刁河渡槽是南水北调中线工程总干渠上的一座特大型渡槽，过槽流量较大。介绍对其槽声段进行简支梁结构型式、连续梁结构型式、空腹桁架拱结构型式、有肋U型薄壳结构型式四个方案的比较研究。     

南水北调中线膨胀土边坡变形破坏类型及处理

南水北调中线工程干线有387 km为膨胀土或膨胀岩渠段,施工期间累计发生有一定规模的滑坡超过100处。通过对工程施工期滑坡的大量解剖、变形位移监测、土体水理指标原位观测,揭示膨胀土渠坡变形破坏主要有浅表胀缩型和较深层结构面控制型滑坡破坏两类。采用水泥改性土换填覆盖处理可以有效减少渠坡膨胀土受大气环境改造的作用,采用地面截渗和地下引排措施可以减少水对土体及结构面的不利影响。当坡体存在长大缓倾角结构面或层间软弱带时,为防止沿结构面产生滑动并维持渠坡长期稳定,必须采取结构抗滑措施。     

膨胀土边坡新型支护结构设计

常见的抗滑桩支护结构在膨胀土渠坡的加固工程中效果不佳,且投资较大。借鉴锚拉桩的结构形式,设计了一种由抗滑桩、坡面支撑梁和渠底横梁组成的新型组合支护结构,该结构将传统的悬臂式抗滑桩由悬臂结构变为简支结构,提高了结构承载力。工程实例表明,新的支护结构对渠坡坡面变形和渠底回弹变形具有抑制作用,而且相比传统双排抗滑桩支护方案,工程投资显著减小,为膨胀土渠坡支护设计提供了一种新的永久支护形式。     

南水北调中线总干渠水热环境分析

水体热量总收支的确定是水渠冰情数值模拟的关键,根据热力守恒方程建立了河渠敞流期热量收支方程。以南水北调中线汤河-惠南庄段干渠为例,通过对干渠沿线6个气象站1986~2005共20 a资料的统计分析,计算了太阳辐射水-气温差、风速等水热环境因素对典型输水渠道水体热量收支的影响。指出太阳净辐射量、气温、风速、相对湿度是明渠冬季热力学及冰情模拟必需要考虑的气象环境资料,而总云量影响相对较小。     

南水北调中线一期工程膨胀土渠坡稳定分析

膨胀土渠坡由于膨胀土的胀缩性、裂隙性、超固结性,渠坡滑动破坏模式与一般土质边坡有很大差别。膨胀土渠坡的滑动通常沿结构面发生,并且大多为浅层滑动,采用常规的土质渠坡稳定分析方法不能完全反映膨胀土渠坡破坏的特性。根据膨胀土的工程特性,并针对南水北调中线工程膨胀土渠坡的8种典型工况,分析了其破坏模式。对常规分析方法进行改进,提出了适合膨胀土渠坡稳定分析的方法,计算结果有助于南水北调中线工程膨胀土渠段的边坡设计。     

南水北调中线一期工程膨胀土渠坡处理措施

根据南水北调中线工程南阳段膨胀土的工程地质特性,对膨胀土渠坡的运行环境、处理措施、处理厚度及应注意的问题进行了现场试验研究。研究成果表明:采用换填非膨胀土或水泥改性土是处理膨胀土边坡行之有效的方法;弱膨胀土渠坡的换填厚度0.6~1.0 m、中膨胀土换填厚度1.0~1.5 m、强膨胀土换填厚度1.5~2.0 m。研究成果可用于南水北调中线工程膨胀土渠段的设计与施工。经处理的膨胀土边坡可以较大程度减轻其工程危害。     

高填方渠段沉降变形对衬砌结构的影响分析

南水北调中线工程渠道施工受施工现状条件、工程总体进度要求等因素制约,部分高填方渠段难以满足填方渠道不少于6个月预沉降的时间要求。针对南水北调中线工程典型高填方渠段的实际情况,就填方渠段工后沉降变形对衬砌面板的受力分布、挠曲变形的影响进行了详细的分析,并根据计算成果提出了高填方渠道工后沉降变形控制的建议措施,为渠道充水试验以及正常安全运行提供了技术参考。     

膨胀土裂隙对渠坡稳定的影响分析

根据地质编录资料,介绍了南水北调中线工程南阳段膨胀土渠坡裂隙的基本特征,分析了膨胀土中裂隙对渠坡稳定的影响,并在滑动面组合形式、拉裂缝位置和指定滑动面搜索3个假定条件下,通过正交试验,分析了滑动面倾角对渠坡稳定影响的主次因素。结果表明,裂隙的规模、裂隙面形态和填充情况可以采用滑动面的抗剪强度来反映,缓倾和中倾滑动面对渠坡稳定影响较大,倾向坡外的缓倾角和中倾角长大裂隙是渠坡失稳的主控裂隙。