农十师183团东场支渠防冻胀破坏及治理措施

渠道防渗衬砌冻胀破坏的主要影响因素有渠床土质、冻土深度、地下水埋深、衬砌结构形式及材料等。本文根据当地实际情况,结合冻胀计算结果,指出选择合理衬砌材料、衬砌结构、衬砌断面形式,同时应用防渗材料、换填非冻胀性土、隔热保温等削减或适应冻胀的措施,可以有效防治渠道冻胀破坏。     

宁夏灌区渠道防渗衬砌工程防冻胀技术研究与应用

在多年试验研究的基础上,总结影响渠道防渗衬砌冻胀破坏的主要因素：地下水埋深、渠床基土水分、渠床土质、渠床基土温度、衬砌结构型式及材料、渠道走向对衬砌渠道防冻胀的影响,提出选择合理断面形式及衬砌结构、膜料复合衬砌、换填弱冻胀性土、隔热保温等削减或适应冻胀的措施。     

渠道刚性衬砌防冻胀结构选择

渠道刚性衬砌冻胀破坏与基土冻胀的不均匀性、衬砌受到的约束及其抵抗或适应基土冻胀变形的能力等因素有关.选择防冻胀衬砌结构,应从降低基土冻胀的不均匀性、减少衬砌结构的约束条件、提高衬砌结构的强度和适应变位能力等方面考虑.通过对衬砌结构发生冻胀破坏的原因分析,针对渠道不同的水文地质条件和运用情况,提出相应的防冻胀衬砌结构.     

我国渠道防渗技术研究与进展

论述渠道防渗在我国节水农业中的作用.阐述我国渠道防渗在防渗材料、防冻胀措施、衬砌结构形式与施工技术等方面的发展状况,并与国外进行了对照,指出存在的问题,阐述了需要继续深化研究渠道防渗在抗冻胀新材料、新型复合土工膜材料和新型保温复合材料、渠道防渗衬砌设备研制等方面的内容.     

渠道防冻胀衬砌结构的选择

通过渠道衬砌冻胀破坏调查与实际观测分析,渠道刚性衬砌基土冻胀破坏,与基土冻胀位移大小及其不均匀程度、衬砌结构受约束条件、衬砌抵抗或适应基土冻胀变形的能力等因素有关。在选择防冻胀衬砌结构时,应从消除或减少基土冻胀及其不均匀性、消除衬砌结构的约束条件、提高衬砌结构的强度和适应基土冻胀变位能力等方面综合考虑。     

澎润土防水毯在渠道防渗衬砌中的试验应用

以内蒙古河套灌区澎润土防水毯渠道衬砌试验工程为例,从澎润土防水毯的性能、用于渠道衬砌的施工技术、工程单价和适用性等方面进行了分析总结,表明澎润土防水毯是一种比较理想的防渗材料,适应河套灌区这样的北方寒冷地区的渠道防渗衬砌,有着广阔的推广前景。     

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。     

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。     

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。     

季节性冻土地区渠道防渗防冻胀新材料及应用

渠道冻胀及其防治是我国季节性冻土地区灌区渠道防渗工程建设与管理运行中的一个突出问题。本文分析了我国渠道防渗防冻胀技术发展中存在的混凝土刚性衬砌防渗渠道冻胀破坏严重,渠道衬砌施工机械化程度较低,渠道衬砌防渗对当地生态效益有一定的负面影响等问题,总结了近年来几种性能优良、施工简单、满足环保要求、应用效果较好的防渗防冻胀新材料,主要从防渗性和抗冻性的角度对其进行了评价,并通过实际工程应用及相关实验结果的分析比较,总结出这些新材料的适用性及应用形式,对渠道防渗防冻胀新材料的推广应用具有一定的指导意义。     

季节冻土区渠道水分迁移规律及冻胀特性试验研究

为了量化渠基土体中的水分在冻融过程中的迁移及其分布规律,揭示渠基土体的微观冻胀特性,选取渠基土体不同部位的原状土样,进行冻融试验,采用CT扫描技术,监测研究渠基土样冻融过程中的水分迁移及其孔隙水分布规律,进一步探究渠基土体的微观冻胀特性。结果表明:冻融过程中土样深度16～18 cm处的含水率较高,产生了水分积聚。冻结过程中,土体的微观孔隙结构发生了明显变化,同时发生了裂缝的张开和闭合。在融化阶段,由于冻结水快速融化,土体发生融沉,最大融沉量为6.78 mm。研究成果揭示了渠基土体单向冻融过程中的水分迁移规律、孔隙水的分布状态及其冻胀微观特性,为季节冻土区输水渠道的抗冻胀设计提供了理论基础。     

软基上混凝土铺盖施工期裂缝数值分析

软土地基上的混凝土底板或者防渗铺盖一般不会出现施工期温度裂缝，但是在近期完成的嶂山闸加固工程中，上游接长的防渗铺盖在浇筑后30d左右出现了有规律的开裂现象。通过温度场和温度应力数值模拟，研究了该工程铺盖开裂的原因。计算结果显示，与新建工程的铺盖相比较，加固工程中接长铺盖的温度应力分布规律和数值有很大不同，原有铺盖对新浇部分的侧向约束是形成开裂的主要原因，提示在评价结构温度裂缝风险时，侧向约束是不可忽略的关键因素。     

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。     

惠州抽水蓄能电站水库渗漏条件分析

在对惠州抽水蓄能电站库区工程地质条件进行详细调查的基础上,采用现场试坑注水和钻孔注水、压水试验等方法了解岩土体的透水性。分析表明上下、水库均存在库水外渗条件,且上水库渗漏问题比较突出。库水外渗主要沿通往库外的断裂构造与强风化带连通形成的渗漏通道渗漏。建议采取截渗墙结合帷幕灌浆作垂直防渗体为主的防渗措施,同时充分利用坡积土和全风化带作为水平防渗铺盖以减少防渗处理工作量。     

严寒区胶凝砂砾石坝施工期冻融温度与应力仿真

在严寒地区修筑胶凝砂砾石坝时,其冻胀抗裂性能往往是工程关注的重点。在前人研究的基础上,以守口堡胶凝砂砾石坝为研究对象,通过分析胶凝砂砾石的特点,利用编制的胶凝砂砾石三维非稳定冻融温度场与应力场有限元计算程序,对施工期的冻融与温度应力进行数值模拟。研究结果表明,即使不采取温控措施,坝体产生的温度应力也很小,不会产生温度裂缝;在冬季低温季节,严寒地区胶凝砂砾石坝施工期长间歇仓面易发生冻胀开裂,应予以重视。     

冻融循环作用下盐渍土病害机理及改良技术综述

盐渍土在冻融循环作用下,主要表现出盐胀和冻胀特性,对土体结构造成破坏,土体发生变形,从而降低土体强度,给工程建设造成危害。为改良盐渍土、防治盐渍土病害,从盐渍土病害产生的机理出发,介绍了结晶压力是导致土体结构发生破坏、土体发生变形的本质因素,证实了结晶压力的大小与孔隙大小有关。水盐迁移会加剧盐胀和冻胀的发生。在冻融循环作用下,水分和盐分向土体表层发生运移。盐渍土的盐－胀特性受土体的干密度、含水量、含盐量、荷载和温度的影响,不同因素的影响程度不同,干密度的影响较含水量小。干密度越大、含水量和含盐量越高、降温速率越慢,盐－冻胀越强烈。荷载对盐－冻胀有抑制作用。通过对盐渍土病害机理的研究,结合盐渍土盐－冻胀的影响因素,从土质改良、加固土体、阻断水盐通道和温度控制四个方面阐述了冻融作用下盐渍土的改良方法,可供盐渍土地区的工程建设参考。目前关于结晶压力的研究主要是定性方面的,水盐迁移的研究以室内试验为主。未来对盐渍土病害机理的研究将主要集中在结晶压力的定量研究和水盐迁移的现场试验等方面。     

齐齐哈尔地区粉质黏土冻胀特性试验研究

黑龙江省受寒冬负温影响,容易引起渠道渗漏、地基下陷、轨道不顺等问题,这增加了工程建设难度。为解决实际问题,以齐齐哈尔地区粉质黏土为研究对象,进行封闭系统下的人工冻结试验,对冻胀试验数据进行分析,研究不同含水率、干密度、冷端温度及冻结速率条件下土体的冻结过程及冻胀率的变化规律。试验结果表明:冻胀率在含水率高、干密度大、冷端温度低、冻结速率低的条件下,土体冻胀现象更为显著,且冻胀率与4个因素相关性较好。冻胀正交分析结果表明:冷端温度对冻胀率的影响程度最弱,干密度较强,含水率的影响最为剧烈。采用SPSS统计分析软件,建立含水率、干密度和冷端温度三因素综合影响下的冻胀率多元线性回归模型,模型拟合效果好、可信度高、精度高,满足实际需求,操作简便,可用于粉质黏土的相关计算和预测。     

寒冷地区某渡槽裂缝成因及钢筋锈蚀对耐久性影响

北方寒冷地区某大型调水渡槽,采用大跨度三向预应力钢筋混凝土结构。在其施工建设期间,检查已建渡槽槽墙表面有竖向长裂缝、流白膏、碱蚀渗水的现象,敲击墙面内部有空鼓声音。为了研究上述问题,采用理论分析、数值计算方法,从预应力张拉、积水冻胀、环境温度等方面考虑,分析表明槽墙表面裂缝和内部空鼓缝是积水冻胀造成的。非线性有限元精细模型计算和钢筋锈蚀耐久性分析结果表明:(1)冻胀量达到0.4%时,管周边出现纵向拉裂缝,当冻胀量达到1%时,表面开始出现竖向裂缝,冻胀量达到3%时,表面形成长裂缝,内部空鼓缝贯通;(2)灌浆孔道有空气和积水恶劣工况下,预应力钢筋发生锈蚀,速率达到0.102 mm/a;空鼓缝深度8 cm且管内破裂进水,其锈蚀速率为0.024 mm/a,15 a后其重量损失率即可达6%;当空鼓缝深小于8 cm时,10 a后竖向普通钢筋的锈蚀将致槽墙生成新的锈胀裂缝。建议对渡槽进行二次灌浆并控制好灌浆质量及做好保温和防水措施,防范渡槽产生新裂缝。     

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。     

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。