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基于数值模拟的适变断面衬砌渠道抗冻胀机理探讨.pdf

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基于数值模拟的适变断面衬砌渠道抗冻胀机理探讨.pdf

上传人:zhuhl0912 2014/4/14 文件大小:0 KB

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基于数值模拟的适变断面衬砌渠道抗冻胀机理探讨.pdf

文档介绍

文档介绍:万方数据
.’/“适变断面钠銮揽苟痴突硖教刘旭东保跽瞥こ,“适变断面”渠道简介心,为弧形衬砌板半径;妫弧形圆心角渠道防渗工程技术是为减少渠基渗漏及保护渠坡提高管理水平而采取的工程技术措施。在东北永久性冻土地区和华北、西北季节性冻土地区,因地下水位高及渗针对渠道冻胀破坏问题,中国经过多年的研究及实践,对其进行了系统的理论分析【,并提出了“允许一定冻胀位移量”的工程设计标准和“回避、适应、削减或消除冻胀”的防冻害原则和技术措施【。例如架空式渠槽、“以柔克刚,适应变形”的沥青混凝土衬砌〉滋菪巍弧形坡脚梯形和小型蔚榷厦嫘问降某钠鼋峁埂綡术约楔形板、肋形板、中厚板、槽形板等衬砌板型【埃芄有效地改善衬砌板的受力状态,抗冻胀效果显著。基于该设计思想,文献提出混凝十衬砌“适变断面”渠道以求有效防止渠道冻胀破坏。为了更深入地探明“适变断面”渠道抗冻胀机理及削减冻胀效果,本文参考文献—刻岢龅姆治龇椒ǎ踊炼痴臀!叭人冷胀”的特殊材料,应用有限元软件浴笆时断面”渠道冻胀进行数值模拟,计算温度场、变形场及应力场,探求“适变断面”渠道冻胀的受力及变形规律,以期为“适变断面”渠道的推广应用及优化设计提供参根据文献浚笆时涠厦妗鼻澜峁剐问饺缤所结构形式,一方面采用比较平缓的边坡,设置弧形坡脚或弧形渠底,改善坡脚受力条件;另一方面利用较宽的柔性纵向伸缩缝吸收因基土冻胀导致的衬砌板周向位移并释放法向冻胀变形,降低了切向冻结力对衬砌板的约束作用,改善渠道衬砌冻胀变形不均匀程度和受力状态,,杨凌;泄蒲г憾惩凉こ国家重点实验室,兰州;仕嗍∷,吴江摘要:能适应渠基冻胀变形的衬砌渠道简称“适变断面”渠道。为了探明其抗冻胀机理及削减冻胀效果,应用软件对混凝土衬砌“适变断面”渠道冻胀进行数值模拟,计算渠道冻胀的温度场、变形场和应力场,研究衬砌板应力和变形规律,并与弧形坡脚梯形渠道比较分析表明:“适变断面”渠道能降低最大法向冻胀量.%、最大法向冻胀力.%、最大切向冻结力.%;通过冻胀量均方差及冻胀力分析比较,“适变断面”使渠道受力状态得到显著改善,冻胀变形分布更加均匀;衬砌板法向错位值总计道利用宽纵缝既能释放衬砌板法向冻胀变位,又能吸收周向冻胀变位,从而适应渠基冻胀变形减轻冻害的抗冻胀机理。最后通过模拟计算了“适变断面”渠道冻胀量均方差对边坡系数的敏感性,指出边坡系数嘉猯:~.保笆变断面”渠道抗冻胀效果很显著,为“适变断面”渠道的推广及优化设计提供了参考。关键词:数值分析,渠道衬砌,试验,适变断面渠道,宽纵缝,抗冻胀机理..—...中图分类号:,文献标志码:文章编号:—刘旭东,王正中,闰长城,“适变断面”衬砌渠道抗冻胀机理探讨】.农业工程学报,,:,甌,,:漏而产生的渠道冻胀破坏非常普遍。考。示。“适变断面”即能适应一定冻胀变形的渠道衬砌断面图“适变断面”渠道示意图月收稿日期:修订日期:.—基金项目:国家“奔苹;国家冻土工程重点试验室作者简介:刘旭东,男,河北遵化人,事要研究方向为水工程安全与病害防治理论与技术。杨凌西北农林科技大学水工程安全与病害防治研究中心,。簂甤※通信作者:王正中,男,陕西彬县人,教授,博