灌区混凝土预制块衬砌渠道冻胀破坏探讨

冻胀是造成衬砌渠道破坏的主要因素,同时抗冻胀问题处理也是渠道工程建设中的重点和难点。通过分析小昌马灌区混凝土预制块衬砌渠道的破坏原因,并提出防治措施及建议,有利于渠道管理。     

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。     

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。     

渠道衬砌pp纤维混凝土防冻胀措施探讨

松原灌区属严寒地区,针对严寒地区衬砌PP纤维混凝土渠道的冻胀问题,根据近年来我国在渠道抗冻技术方面的研究成果,结合本灌区的实践经验,介绍了松原灌区pp纤维混凝土衬砌渠道的抗冻胀设计方法和切实可行的抗冻胀措施,确保渠道结构合理、坚固稳定、长期有效运行,以此供水利设计工作人员作为参考。     

兴城海滨灌区衬砌渠道抗冻胀试验与数值模拟

寒区混凝土衬砌渠道因渠基土冻胀易出现渠底和渠坡混凝土面板裂缝和上台等破坏情况,从而引起渠道渗漏,水资源浪费现象.通过对辽宁兴城海滨灌区苯板衬砌渠道开展冻胀量和地温等现场观测试验,并结合有限元数值模拟对比分析,得出模拟结果与实际观测结果基本吻合的结论,为渠道工程抗冻胀设计提供了重要参考依据.     

考虑接触行为的U型渠道冻胀数值模拟

U型衬砌渠道具有良好的整体性和冻胀适应性,但在冬季仍极易因土体冻胀而导致破坏。考虑渠基冻土与衬砌接触面冻结的非线性特性和冻土、混凝土材料的塑性特征,建立能分析渠道基土与衬砌间挤压、脱开及滑移等接触力学行为的渠道冻胀破坏热力耦合数值模型。以宝鸡峡灌区塬下北干渠为原型渠道,按照模型是否考虑接触分别进行冻胀数值模拟,并对模拟结果进行对比分析。结果表明:考虑接触的模型模拟结果与原型实测值更相符,更能合理地解释U型渠道冻胀在渠底与阴坡衔接处冻胀量最小;考虑接触的混凝土塑性应变最大值是不考虑接触时的3.76倍;考虑接触的法向冻胀力和切向冻结力更均匀,最大值均减少1.5~3.0倍,应力集中现象减弱,更能反映混凝土衬砌板与渠基土之间的滑移变形与破坏准则的相互作用。研究结果为U型衬砌渠道冻胀破坏规律提供了分析方法。     

河套灌区渠道衬砌工程冻胀破坏分析及防治措施

河套地区灌溉渠道衬砌工程的冻胀破坏多年以来是灌区需要克服和解决的问题,并且也影响着整个灌区的大力发展。文章通过对渠道衬砌工程的冻胀机理进行分析,提出解决冻胀破坏的措施。     

基于渠道防冻胀设计的模袋混凝土衬砌结构形式试验研究

以辽宁省海滨灌区膜袋混凝土渠道防渗防冻胀工程为例,利用工程试验方法对不同膜袋混凝土厚度和防渗膜对灌溉渠道衬砌冻胀的影响进行研究。结果表明,冻胀量的变化与当地平均气温呈现一定的滞后现象,且当衬砌板厚度超过15cm之后,对冻胀量的影响极为有限。因此建议在灌区渠道衬砌中采用15cm厚度膜袋混凝土+防渗膜方案。     

新疆地区渠道衬砌混疑土抗冻胀设计

衬砌渠道冻胀破坏是新疆常见的渠道破坏形式。本文结合额敏县麦海因灌区骨干工程节水改造,详细分析了新疆地区灌区干、支渠渠道防冻胀破坏的设计计算及参考依据,可供同地区类似工程参考。     

人民胜利渠灌区渠道混凝土衬砌破坏成因分析

人民胜利渠灌区是新中国成立后在黄河下游兴建的第一个大型引黄灌溉工程。灌区渠道混凝土衬砌的破坏原因主要是侧向水压破坏和冻胀破坏。通过对渠道破坏原因分析,在以后的工程中设计、施工会更全面、合理,最大限度减少这些问题的发生,使灌区发挥出更大的经济效益和社会效益。     

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。     

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.     

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.     

竹塑复合材料在宁夏灌区末级渠系 衬砌中的应用研究

宁夏灌区末级渠系渠道衬砌率低,冻胀破坏和渗漏损失严重,灌区农业灌溉水利用系数仅为0.42。而且,灌区末级渠系的衬砌改造一直全部采用混凝土刚性材料进行防渗,存在的问题较多。为此,引进了技术先进、价格合理、适应性强的竹塑复合材料进行末级渠系衬砌,以改善灌区输水条件,延长衬砌工程使用寿命,实现水资源高效利用。本文从水力条件、节水效果、耕地占用、维修养护、施工速度等方面对传统混凝土渠道与竹塑复合材料衬砌渠道的特性进行了分析比较,并进行了相关综合经济效益评价。     

考虑混凝土衬砌板与冻土接触非线性的渠道冻胀数值模拟

旱寒灌区渠基土中水分在温度梯度作用下向冻结锋面迁移聚集并冻结膨胀,使其上混凝土衬砌板冻胀破坏,以往的线弹性分析方法在数值模拟中将冻土与混凝土衬砌板视为一体,无法反映两者之间的滑移。本文采用符合冻土与混凝土接触面冻结特性的非线性本构模型来合理反映两者的相对滑动及脱离,考虑混凝土的弹塑性及其与冻土的接触非线性,建立能反映混凝土板从弹性到塑性屈服失效过程的渠道冻胀破坏数值模型,并对冻胀过程进行分析。结果表明,未考虑接触非线性的切向冻结力会超过混凝土与冻土最大冻结强度,不符实际;而考虑接触非线性的数值模型更能反映衬砌渠道冻胀破坏过程,更能合理解释渠道冻胀破坏位置在渠底中间和阴阳坡靠近渠底1/3板长处,切向冻结力、法向冻胀力最大值较未考虑接触非线性的要小约50%且分布更均匀。     

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。     

考虑预制混凝土“设缝”作用的梯形渠道冻胀机制影响研究

寒区衬砌渠道输水能力下降主要是由常年冻融作用下衬砌结构发生冻胀破坏所致,针对渠道衬砌结构冻胀破坏问题提出渠坡板纵向设缝的抗冻措施与数值分析方法。本文通过将渠道衬砌板与冻土视为整体处理的方法构建混凝土衬砌渠道热力耦合冻胀模型,以甘肃省景泰灌区某混凝土衬砌渠道为研究对象,考虑不同设缝措施与纵缝填充的接触本构对3种工况进行抗冻影响因素分析。结果表明：渠底深部基本不受渠道整体几何边界的影响,但渠道边界尺寸和基土热流分布均对基土上部温度场变化具有显著影响。渠道阴坡、渠底和阳坡最大冻深分别为86.3、67.5、58.2 cm。通过合理设缝措施可使渠道阴坡法向冻胀力降低40.7%、底板冻胀量减小63.5%、切向冻胀力降低43.8%,使渠道断面冻胀分布趋于均匀,且模型分析与实测结果相符,表明本文构建模型的合理性。研究结果可为长距离输水渠道数值计算提供理论依据。     

灌区渠道冻胀防治措施浅析

北方地区的渠道衬砌结构的冻胀破坏问题比较明显,已成为制约灌区渠道工程建设的一大难题。本文以新疆某灌区为例,介绍了渠道冻胀的基本表现形式,并从灌区实际出发,介绍了防治渠道冻胀的三种措施：渠基土换填法、铺设苯板保温材料法以及适当布设伸缩缝。可为相关灌区渠道防冻胀处理提供借鉴。     

混凝土防渗渠道冻胀防治措施

渠道施工经常运用的材料就是混凝土,其有着高稳定性与方便操作的特点,得到各类工程的广泛使用。在中国农业发展当中,重要的一环就是灌区混凝土防渗渠道。在实际使用过程中,各种环境因素会影响灌区混凝土,以致产生冻胀,进而影响灌区混凝土防渗渠道的实际使用能力。从灌区混凝土防渗渠道概况、灌区混凝土防渗渠道冻胀破坏类型、导致出现灌区混凝土防渗渠道冻胀的因素、应对灌区混凝土防渗渠道冻害的策略等四个方面进行阐述,希望可以有助于应对灌区混凝土防渗渠道冻胀问题。