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。     

寒区渠道冻害破坏特征与成因

本文通过现场调研,总结了寒区渠道衬砌结构发生冻害破坏的主要特征。通过现场取样与观测,结合室内试验分析了寒区渠道衬砌结构发生冻害破坏的成因。结果表明:寒区渠道衬砌结构发生冻害破坏程度与渠基土体的土质、地下水的补给及土体温度有直接关系。冻融循环对土体抗剪强度产生了弱化,渠基土体在渗流作用下逐渐流失,导致了渠道边坡衬砌结构的塌陷。     

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。     

衬砌与无衬渠道温度场、观测对比分析

针对哈尔滨市万家干渠衬砌与无衬砌渠道,通过对其温度场与冻胀量进行了冬-春季的观测及变化分析研究,阐述了采取混凝土板衬砌措施处理的渠道可适当提高渠基温度,基础温度场相对稳定,并可适当减轻渠基土体的冻胀变形,利于维护渠道的整体稳定。     

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。     

衬砌与无衬渠道温度场、观测对比分新

针对哈尔滨市万家干渠衬砌与无衬砌渠道，通过对其温度场与冻胀量进行了冬一春季的观测及变化分析研究，阐述了采取混凝土板衬砌措施处理的渠道可适当提高渠基温度，基础温度场相对稳定，并可适当减轻渠基土体的冻胀变形，利于维护渠道的整体稳定。     

不同防渗措施对渠道渗漏量及周边土壤水分的影响

在西北内陆干旱区的石羊河流域采用静水法进行了复杂层状土情况下混凝土衬砌、卵石衬砌、渠床压实处理及黏土衬砌和渠床压实处理4种渠道的渗漏试验,并实时监测了入渗影响下周边土壤含水率的变化。渠道渗漏过程和土壤水分的动态响应数据均表明,该试验条件下渠床压实处理渠道和渠床压实处理及黏土衬砌渠道渗漏强度均小于混凝土和卵石衬砌渠道渗漏强度。其中,渠床压实处理及黏土衬砌渠道渗漏量最小,渠床压实处理渠道渗漏量次之,随着时间的推移,混凝土衬砌渠道渗漏量要稍大于卵石衬砌渠道。结合对各渠段进行的土壤机械组成和饱和导水率的分层测试结果以及双环入渗试验结果,得到以下结论:在该地区,当渠床附近土壤呈压实和弱透水特性时,会显著降低渠道渗漏强度,而其他防渗措施(如混凝土、卵石衬砌)产生的影响次之。     

渠道衬砌与防渗设计

石津干渠供水区属水资源极度缺水地区,由于水资源短缺和过度开发利用水资源,引发了一系列的环境、地质问题,因此渠道衬砌与防渗对渠道节水改造显得尤为重要。渠道采用现浇混凝土板衬砌减糙,实现渠底和边坡全断面衬砌,衬砌顶高程为加大水位加超高。衬砌厚度边坡0.1 m,渠底0.08 m。通过计算渠道渗漏流量确定了渠道防渗设计方案,即结合混凝土衬砌,渠基渗透系数小于1×10~(-5)m/s的渠道采用现浇混凝土衬砌防渗,以聚硫密封胶嵌缝;渠基渗透系数大于1×10~(-5)m/s的强渗漏渠段、渠道下方有穿渠建筑物的渠段铺设土工膜,以加强防渗。     

简析高聚物砂浆修补混凝土衬砌板裂缝施工技术

混凝土裂缝是工程建设中常见的质量问题,同样,在南水北调渠道衬砌施工中,混凝土面板裂缝也成为了主要的质量病害之一。对于该类裂缝的处理,目前没有较为规范、成熟的处理方法。文章结合工程实际,着重介绍一种适合混凝土面板裂缝的修补技术-CGM高强无收缩聚合物填充法。相比而言,该修补方法具有施工工艺简单、成本经济合理及修复后整体质量较高等特点,在南水北调建设中是一种较为实用且值得推广的渠道面板裂缝修补方法。     

吉林西部供水工程典型渠道衬砌试验方案设计

吉林西部地处严寒地区,且该区广泛分布着盐渍化土层,属冻胀性土。渠基和渠坡土体表面经常出现裂缝、内部空洞,常年受雨水冲刷,引起岸坡坍塌、失稳,严重影响渠道正常运行。文章以吉林西部供水工程花敖泡至道字泡连接渠渠坡衬砌试验工程为依托,结合工程实际情况介绍试验段渠坡衬砌方案。     

南水北调中线工程总干渠邯邢段渠基排水设计

南水北调中线总干渠渠道采用全断面衬砌,高地下水影响渠道衬砌板稳定,依据水文地质情况、地下水位预测成果、渗流分析计算成果等进行渠基排水设计,保障工程安全和输水顺利。     

渠道衬砌薄壁混凝土原材料及混凝土拌和质量控制

随着南水北调工程主体完工日子的临近,渠道衬砌混凝土成了制约工程进度的主要难题。渠道衬砌混凝土为薄壁混凝土,其浇筑过程中受环境及材料的影响较大,再加上极易产生裂缝,为此将工作重点,放在加强渠道衬砌混凝土原材料的质量控制和混凝土配合比的优选上,尽量避免裂缝的产生,保证衬砌混凝土的浇筑质量。     

浅析南水北调中线干线镇平三标工程渠道衬砌混凝土裂缝产生的原因和控制措施

南水北调中线干线镇平三标工程渠道衬砌工期紧、混凝土浇筑强度高,衬砌面板厚度薄,易产生裂缝。如何避免裂缝的产生是渠道衬砌质量控制的难点。在施工过程中,通过对混凝土裂缝产生原因进行深入的分析,采取了正确合理的施工方法和相应的控制措施,较好地避免或减少了混凝土裂缝的产生。     

寒冷地区衬砌渠道冻融破坏分析与治理

针对目前北疆地区刚性衬砌渠道普遍存在的冻融破坏问题,分析了冻融破坏的形式,认为渠基稳定是刚性衬砌渠道不被冻融破坏的关键。并介绍现阶段在渠道抗冻害设计中,常采用的一些工程措施。     

南水北调工程渠道机械化衬砌设计若干问题

为更好适应大型渠道衬砌机械化施工需要,以南水北调工程中线、东线渠道衬砌设计方案为例,总结现有典型大型渠道衬砌总体功能、设计依据及典型设计型式。结合某标段大型渠道机械化衬砌施工和渠道运行管理实践,研究了大型渠道机械化衬砌设计方案在渠基排水、分缝设计、防渗设计、防冻胀设计、渠道衬砌板结构设计及附属设施设计等方面存在的若干问题,并提出了相应的优化设计建议,以期为大型渠道机械化衬砌施工提供参考。     

全填方渠道存在问题及处理措施

全填方渠道是地面高程低于渠底高程的渠段,堤身全部是筑堤土料逐层压实填筑,渗透稳定、沉降以及衬砌板冻胀等问题突出.南水北调中线工程京石段易县段渠道地处山丘区,全填方渠道累计长2 136 m,大部分分布在中易水河、北易水河、坟庄沟河左右岸滩地上,易县段填方渠道在实际运行中出现了诸如渗透破环、不均匀沉降、衬砌板冻胀损坏等问题,为此采取了衬砌板拆除重建、裂缝修补、基土换填、灌浆加固等针对性处理措施,现针对易县渠段存在的问题及处理措施效果的分析,提出全填方渠道防治对策,供今后类似工程参考借鉴.     

某灌区渠道防渗处理中复合土工膜的应用

针对某灌区运行中所出现的渠基衬砌板严重裂缝、错位、滑坡及衬砌结构混凝土板严重老化和风化等病害问题,文章对复合土工膜防渗材料在该渠道防渗抗冻胀施工中的应用进行了分析探讨,结果表明,复合土工膜衬砌材料作为新型的土工防渗材料具有很强的抵御地基不均匀沉降应力及土体冻胀冻融破坏的能力,抗拉性、抗撕裂及抗顶破强度高,耐腐蚀、耐极端温度性能优越,且质量轻,施工过程简便快捷,造价低廉,对于灌区渠道防渗抗冻胀工程非常适用。     

渠道现浇混凝土衬砌合理分缝间距与缝宽探讨

现场浇筑的混凝土衬砌结构,分缝设计的合理性对渠道正常运行和使用寿命有较大影响。目前实际工程中的分缝间距和分缝宽度均按经验取值,未考虑不同类型渠基对衬砌底板的水平阻力系数、衬砌板厚度、渠基与衬砌板表面的温度差、混凝土的强度等级等因素对取值的影响。通过理论推导,提出能合理计算伸缩缝间距和缝宽的方法,给出物理意义明确的计算公式,供工程设计参考。     

渠道衬砌混凝土裂缝及预防措施

渠道衬砌混凝土裂缝产生的原因很多,就渠道衬砌混凝土裂缝问题进行了分析、探讨,并提出了在施工中采取的预防措施,为有效的控制和降低衬砌混凝土裂缝,保证工程质量提供了重要依据.     

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。