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。     

整体式小U形渠道混凝土衬砌结构冻胀破坏数值模拟研究

结合宁夏引黄灌区小型渠道衬砌结构的原型观测试验,应用ABAQUS有限元软件,考虑渠道同一横断面上阴坡和阳坡不同冻胀变形特征,在对混凝土衬砌结构进行热应力耦合分析的基础上,建立了整体式小U形渠道混凝土衬砌结构数值计算模型。模拟计算结果表明,根据实际监测资料,选用参数以及边界条件,区别阴坡和阳坡冻胀规律,对试验段进行数值模拟计算的方法是可行的;用所建数值模型模拟计算,其结果与原位实测数据基本一致。     

U形混凝土渠道冻胀监测试验研究

渠道是灌溉系统的重要组成部分,也是其中一基本构成单元。在我国的许多地区,由于气候等原因,混凝土衬砌渠道冻胀问题普遍存在,冻胀破坏严重损害了渠道的稳定性,大大降低了渠道的使用寿命,造成不同程度的水资源浪费现象,对工程使用效益形成了很大的桎梏。文章以U型混凝土渠道冻胀监测为核心展开探讨,以我国某地的渠道冻胀破坏为依据,对不同衬砌结构的U型渠道冻胀进行具体监测与分析,探究冻胀破坏与渠道某些因素的关系。     

大U形混凝土渠道冻胀试验

本文提出了大U形混凝土渠道的冻结、冻胀特征及其预测方法。并指出,当冻结前土基含水量不大于15.07％时,土基不冻胀;不大于17.28％时,法向冻胀力为零。从对法向冻胀力的产生、发展和影响因素的研究中,得出了大U形渠道的法向冻胀力设计使用值和计算图式,另对不同衬砌形式的抗冻害效果进行了比较。     

弧底梯形混凝土衬砌渠道冻胀破坏力学模型研究

针对宁夏引黄灌区混凝土衬砌结构冻胀破坏严重现状,以渠基土为典型湿陷性黄土的弧底梯形砼衬砌渠道为研究对象,建立考虑法向冻结力分布的弧底梯形混凝土衬砌渠道冻胀破坏力学模型,计算最大法向冻结力、最大法向冻胀力和衬砌板内力的表达式,并对衬砌板厚度进行验算。结果表明,渠坡板法向冻结力从渠顶至坡脚位置呈线性增大分布,坡板以受剪应力为主,在自重和法向冻结力共同作用下容易产生冻胀裂缝。渠底板受两端坡板约束,以受轴向压力为主,法向冻结力呈均匀分布。     

渠道砼衬砌冻胀破坏力学分析

前言 我省关中几个灌区渠道砼衬砌板时有被冻胀破坏的现象发生,这种现象在我国北方地区比较常见,为此每年国家要投入巨资对渠道砼衬砌进行维修.本文从砼衬砌板在冻胀作用下受力情况进行分析,得出砼衬砌板冻胀破坏结论,以供渠道衬砌设计参考.     

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。     

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。     

大U形混凝土衬砌渠道冻胀破坏数值模拟

视冻土为横观各向同性线弹性材料,将渠基冻土和渠道作为一个整体,应用大型有限元通用软件ANSYS,按有限元法大体积超静定结构温度应力计算方法,对大U形混凝土村砌渠道冻胀进行热应力间接耦合数值模拟,计算渠道的温度场、变形场和应力场,分析渠道冻胀受力和变形规律.结果能较好地反映大U形混凝土衬砌渠道的冻胀机理和冻胀温度场、应力场及变形场的基本规律,方法通用且过程简捷,可用于大U形混凝土衬砌渠道抗冻胀设计中.     

混凝土U形渠道

混凝土U形渠道(以下简称U形渠),是减少输水损失扩大水利工程灌溉效益较为普遍采用的一种工程结构形式。它有较佳的水力断面,利于输水输沙,并具有较强的抗土基冻胀能力。尤其是在施工和运行管理方面,具有占地少、省工、省料、衬砌速度快等优点。针对我区地处高寒和砂石料较为充足的特点,     

灌区U形混凝土衬砌渠道冻胀分析及结构优化

北方地区常年受干湿和冻融交替循环的影响,渠道衬砌的冻胀破坏普遍存在.文章通过对灌区U形渠道冻胀变形规律进行监测分析,提出装配式U形三拼榫接混凝土衬砌渠道结构,该结构不仅能够保证渠道衬砌体的整体性,提高渠道的抗冻胀和抗渗能力,降低后期的维护成本,而且能较传统整体式U形渠道减少混凝土用量约15％,每3.5m渠道长度可节省30m元工程成本,具有良好的经济性;在方便运输的同时,还不易发生断裂,同时,施工安装方便,施工效率可得到有效提升.     

混凝土U形渠道施工

混凝土U形渠施工的主要工序为施工前准备、U形渠施工、混凝土养护、伸缩缝填料、渠堤清理、边坡整修等。要严格控制各工序施工质量，确保U形渠施工质量，使U形渠发挥正常的效益。     

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.     

旱寒地区U形玻璃钢和混凝土渠道抗冻胀性能的研究

为对比分析不同材料U形渠道对其抗冻胀效果的影响,采用有限元分析软件ADINA以衬砌板为研究对象进行仿真模拟分析。结果表明,玻璃钢渠道阴、阳坡最大冻胀变形比混凝土大27.44%、27.34%,但冻胀变形变化率减小了4.49%~16.19%,冻胀变形均匀;玻璃钢渠道有很强的适应变形能力,使衬砌板的等效应力、法向冻胀力分别减小了43.86%、39.96%,很大程度上减小了渠道的冻胀破坏,值得实践并推广。     

小型U形玻璃钢渠道抗冻胀数值模拟

玻璃钢渠道在我国北方部分灌溉渠道建设中得到应用,其抗冻胀效果得到普遍认可。由于地区差异大,其性能表现也可能存在差异。本文以辽宁新宾县渠道工程为例,通过ANSYS有限元分析,对小型U形玻璃钢渠道模型、混凝土渠道模型的抗冻胀性能进行对比,结果表明:两类渠道模型保温性能差异很小;与混凝土渠道相比,小型U形玻璃钢渠道韧性更强、应力分散作用更显著,小型U形玻璃钢渠道可以更好地维持渠道衬砌板稳定性。     

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。     

U形混凝土渠道的糙率

近十年来,混凝土U形渠道在我省发展迅速,已成为灌区群众所喜闻乐见、技术成熟的一种渠道衬砌形式,在进行U形混凝土渠道水力计算时,一般都采用糙率值n=0.014～0.017。几年来,我们通过田间工程施工和灌溉管理,实测分析了U形混凝土渠道的糙率,其均值为n=0.01197。如果今后在混凝土U形渠道衬砌时都按糙率值n=0.012进行计算,那么田间工程可节约工程量14％。节省投资11％。桃曲坡灌区从1985年开始推广U形渠村砌,至1992年,已衬砌300多条,总长200多公里。尤其是下高埝方田的实施,首先通过     

水电站U形混凝土渠道的设计

小型水电站动力渠道断面大多选用梯形断面。按水力最佳断面设计的梯形断面一般是窄深的,这种断面在施工和运用方面都不够理想,有一定的局限性,且梯形断面占地面积大,土石方开挖量大等。结合白石头河电站工程引水渠设计,对梯形和U形混凝土渠道两种方案进行经济比较分析,结果是采用U形混凝土衬砌渠道造价低,且水力条件优于梯形断面。图1个,表2个。     

U形混凝土衬砌抗冻胀特征数值分析

文章以U型混凝土衬砌为例,利用弥散型裂缝模型对不同材料等级的U型混凝土衬砌,进行抗冻张数值模拟研究。结论对相关工程选择适宜的衬砌混凝土材料等级,提高混凝土衬砌的使用效率和抗冻性能,具有一定的理论指导价值。