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。     

喀什噶尔河灌区干渠改造防冻胀技术分析

渠道是构成各类型灌区的重要基础,随着使用时间增长,很多老旧干渠遭受严重冻胀破坏,必须进行改造。以喀什噶尔河灌区干渠改造工程为例,通过分析冻胀破坏因素、分析力学模型确定渠道最佳断面形式,并利用置换法对存在冻胀危险渠基土进行彻底处理,从根本上解决干渠冻胀破坏问题,本项目取得的成功经验可为该地区类似工程提供技术参考。     

宁夏引黄灌区典型渠段苯板防冻胀试验研究

为探究聚苯乙烯保温板在宁夏引黄灌区衬砌渠道防冻胀中的应用效果,通过在典型渠段上建立试验段,设置不同位置、不同厚度聚苯乙烯保温板观测断面,进行气温、冻胀量与渠基土含水率原型观测对比试验。对试验数据分析表明:聚苯乙烯保温板能够明显减小渠道冻胀量,阴坡冻胀量大于阳坡的,渠坡顶点位置冻胀量最大,铺设聚苯乙烯保温板有改善渠基土水分迁移状况、使基土不易发生冻胀的作用。     

道旭灌区衬砌渠道冻胀破坏原因及对策

对道旭灌区衬砌渠道冻害防治设计指标进行了介绍。分析了干渠衬砌段冻胀的破坏形式和影响因素。提出排水法、基土置换法、蓄水保温法等防冻胀处理措施,以及改变渠床基土体的基本结构以保证土体非冻胀性的建议。     

泥岩滑坡体的成因分析

1 工程概况 新疆引额济克属大(Ⅱ)型二等工程,干渠设计年引水量8.4亿m~3,设计流量68m~3/s,每年的4～9月向克拉玛依及沿途农牧业开发区送水。为满足膨胀土、冻胀土边坡的稳定要求,渠道采用梯形断面、弧形坡脚梯形断面、弧形底梯形断面等三种结构型式,渠道底宽4m,渠深5.6m,边坡1:2,纵坡1/12500;全断面铺设高强度的0.6～0.8mm聚乙烯塑膜防渗,搭接处焊接,膜上膜下分别铺3cm、2.5cm厚的M_(10)砂     

渠道冻胀与渠基岩性结构及其工程处理措施

笔者初步分析探讨了渠道冻胀破坏机理，并结合安西总干渠防冻胀改建，提出了增设粗粒土垫层与排水井相结合防止冻胀的工程措施。     

聚苯乙烯保温板在渠道衬砌中防冻胀应用技术

简要分析了渠道冻胀破坏基本条件和聚苯乙烯保温板抗冻胀的性能 ,介绍了聚苯乙烯保温板在三清干渠设计中的应用和保温板抗冻胀试验情况。指出在高台县渠道工程中采用保温板代替砂砾石垫层能够有效地防止渠道冻胀破坏 ,可以降低工程造价 ,并对今后的水利渠道工程设计提出了优化建议     

山东聊城位山灌区干渠防渗工程设计分析

为提升位山灌区干渠防渗效果,现对已有结构进行衬砌改造,结合灌区实际概况,选择渠道断面形式和衬砌方案,并采用数值模拟方法获取渠道冻胀结果,提出相关的处理措施。通过分析,选择梯形断面作为渠道断面型式,采用M10砂浆砌筑预制混凝土板+土工布衬砌方案;渠道衬砌结构最大冻胀变形量可达5.4 mm,渠坡与渠底接触部位为冻胀应力最大区域,提出采用设置伸缩缝的方式降低冻胀的影响。     

青铜峡河东灌区东干渠渠道衬砌方案分析

近年来青铜峡河东灌区东干渠灌域引水量不断增大,引发了诸多问题,加快东干渠灌域的节水改造进程势在必行。结合东干渠银平公路桥至吴白公路桥段渠道实际状况,在衬砌改造中考虑了冻胀、边坡滑塌、地下水位高等多种不利因素,采取土工膜防渗,现浇混凝土弧形坡脚、聚苯乙烯板、坡脚铺设排水暗管等防冻胀措施,采取格宾石笼排除渠道基土内的水分、消除流沙段边坡滑塌的排水措施。并通过方案比选,提出了具体衬砌方案。     

黑河流域渠道衬砌工程抗冻胀模式及应用浅析

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。简要说明了渠道冻胀破坏机理，通过具体的应用和试验，分析了适宜黑河流域渠道抗冻胀的基土置换垫层、隔热保温、透水衬砌、优化结构等几种模型的优缺点，认为聚苯乙烯保温板抗冻胀措施宜全面推广。     

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。     

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。     

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.     

寒区弧底梯形衬砌渠道冻胀破坏的尺寸效应研究

为探明地下水埋深、冻深及渠深对冻土地基上弧底梯形衬砌渠道冻胀破坏的影响规律,依据毛细理论将渠道冻胀分为封闭系统、半开放系统和开放系统;基于冻土水热力三场耦合理论,利用多场耦合软件COMSOL Multiphysics模拟研究了30组不同尺寸衬砌渠道的冻胀位移场和应力场。结果表明:规范建议的衬砌厚度内,渠道规模越大越窄深、冻深越大、地下水埋深越浅,则衬砌渠道冻胀破坏越严重。封闭系统,中小型衬砌渠道为渠底中心下表面拉裂,大型渠道为渠底中心下表面和距渠顶2/3坡长处上表面拉裂;半开放系统,中小型渠道为渠底中心上表面拉裂,大型渠道为渠底中心上表面和坡脚下表面拉裂;开放系统,小型渠道为渠底中心上表面拉裂,中型渠道为坡脚上表面拉裂,大型渠道为渠底中心下表面和距渠顶2/3坡长处上表面拉裂。该研究揭示了渠道衬砌冻胀破坏的尺寸效应,对弧底梯形衬砌渠道抗冻胀设计及衬砌结构合理设缝具有指导意义和定量化参考。     

季节性冻土区路基土体冻胀影响因素灰色关联分析

以整治青藏铁路环青海湖段季节性冻土区路基冻害为背景,通过现场采集典型分布的粉质黏土,考虑温度、含水率、含盐量(质量分数)、压实度四个因素,进行室内冻胀正交试验,测试了不同温度环境下路基土体的冻胀率,进行正交试验的极差分析和方差分析,建立灰色关联度分析模型,分析各因素对冻胀影响的主次关系。结果表明,正交试验分析和灰色关联度分析所得规律一致,影响冻胀因素由主到次依次为温度、含盐量、含水率和压实度,因素之间的交互作用影响较小可以忽略;温度和含盐量对冻胀影响非常显著,含水率对冻胀有显著影响,压实度和其他3个因素之间的交互作用对冻胀没有显著影响。     

寒区预制混凝土衬砌梯形渠道弹性冻土地基梁模型

基于Winkler弹性地基梁理论及有限杆单元的思想,以单块预制板为研究对象构建其挠曲线微分方程并求解;在此基础上,考虑冻土-结构接触界面及预制板间填缝处的协调变形与相互作用,引入端部边界条件及板间连续性条件,同时砂浆填缝处弯矩为零,将多块预制板联系起来,构建预制混凝土衬砌梯形渠道弹性冻土地基梁模型。再由切向静力平衡条件导出切向控制方程并求解,最终获得衬砌板各截面法向冻胀位移与切向位移的解析表达式。以新疆北部某梯形渠道为例,对衬砌各截面法向冻胀位移、切向位移、接触面法向应力、切向冻结力及上表面应力进行计算。结果表明：本文模型计算的法向冻胀位移与观测值符合良好,与弹性支承法、杆系有限元法计算结果相比更接近观测值。上表面应力估算的易开裂范围与实地调查结果基本相符,表明了模型的合理性。由于存在不连续断面即砂浆填缝,衬砌板法向冻胀位移、接触面法向应力、截面弯矩和上表面应力均存在一定的起伏,出现正负交替现象。顶推力作用下坡板各截面均存在切向位移,且自坡脚向坡顶非线性减小,在坡顶达到最小值。     

土坝护坡冻害的研究

土坝护坡因冻害破坏数量多、损失巨大 ,文中根据黑龙江省绥分地区大中型水库多年冰压力和坝体冻胀的观测资料 ,分析了水库的冰情规律 ,对土坝护坡冻害原因进行了深入研究 ,得出土坝护坡冻害的主要因素并非是静冰压力 ,而是坝体冻胀破坏 ,并提出了土坝护坡防冻害的措施。     

聚氨酯保温板在哈达山输水干渠中的应用研究

哈达山水利枢纽工程干渠采用聚氨酯保温板作为渠道衬砌的防冻材料。由于该干渠地处严寒地区,渠床多为强冻胀土,渠道沿线地下水位高,冻胀问题非常突出。为了确保输水干渠衬砌设计的科学、可行,以及输水干渠的长期安全运行,对此进行了渠道衬砌防冻胀试验。通过对不同厚度的保温板减少冻胀破坏的效果进行研究,可以有效地减少冻胀作用对渠道刚性衬砌材料的破坏,确保衬砌的稳定,保证渠道运行安全。说明采用聚氨酯保温板防冻方法技术可靠,经济合理,可以在水利工程中进一步推广应用。     

我国渠道冻胀防治综述

渠道冻胀及其防治问题是我国北方渠道防渗技术中的一个重要问题，近十余年来随着渠道防渗技术的发展，对这一问题的研究愈加深入。本文总结了近年来关于渠道冻胀基本规律的研究成果及渠道冻胀防治的各种措施，指出目前研究工作中的一些不足与今后应进一步开展研究的若于问题。     

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。