现浇固化土衬砌渠道试验及应用效果

利用L9(33)正交试验方法,以固化剂掺和率、水泥掺和率和土壤含水率为试验因素,无侧限抗压强度为响应指标,研究了以重壤土为土料的现浇固化土优化配合比。当固化剂掺和量为10%、水泥掺和量为8%、土壤含水率为25%时,可获得满意的无侧限抗压强度4.17 MPa,另外还系统总结了现浇固化土衬砌渠道的施工工艺。在宝应县临城灌区进行的试点应用表明,现浇固化土应用于灌溉渠道衬砌是可行的,现浇固化土衬砌与混凝土衬砌相比的节省材料费用31.7%。     

现浇固化土衬砌渠道试验及应用效

利用L9(33)正交试验方法，以固化剂掺合率、水泥掺合率和土壤含水率为试验因素，无侧限抗压强度为响应指标，研究了以重壤土为土料的现浇固化土优化配合比。当固化剂掺合量为10%、水泥掺合量为8%、土壤含水率为25%时，可获得满意的无侧限抗压强度4.17MPa，另外还系统总结了现浇固化土衬砌渠道的施工工艺。在宝应县临城灌区进行的试点应用表明，现浇固化土应用于灌溉渠道衬砌是可行的，现浇固化土衬砌与混凝土衬砌相比的节省材料费用31.7%。     

固化黄土性能的试验研究

通过掺加常用土壤固化剂和水泥的黄土固化试验研究,分析比较了固化黄土的物理力学性能,试验分析结果表明:土壤固化剂对黄土固化效果比水泥要好;其中WH型液态固化剂性能最优,可达到混凝土W3的抗渗等级,可用于黄土地区灌溉渠道的抗冻防渗和加固处理。     

膨润土防水毯新材料在衬砌渠道中的应用研究

在内蒙古河套灌区首次采用膨润土防水毯衬砌渠道作为渠道防渗抗冻的新技术。简要说明膨润土防水毯原理,通过室内试验得出膨润土防水毯性能,通过施工实践总结出膨润土防水毯施工工艺。应用已有和自行开发的膨润土防水毯,进行防冻、抗渗观测试验,对冻深、冻胀量、防渗效果和工程造价作出定量结论,已在大型灌区节水改造工程中推广应用。     

应用固化土与加筋土技术治理膨胀土渠道滑坡

结合引丹灌区膨胀土滑坡的实际情况进行了稳定分析，对膨胀土与土壤固化剂混合后的固化土进行了物理力学性能试验，并用固化土修建土工格栅加筋土坡来治理滑坡取得成功，证明固化土与加筋土技术联合应用，可显著提高土体的强度和稳定性，是处理膨胀土滑坡的一种新方法。     

应用固化土与加筋士技术治理膨胀土渠道滑坡

结合引丹灌区膨胀土滑坡的实际情况进行了稳定分析,对膨胀土与土壤固化剂混合后的固化土进行了物理力学性能试验,并用固化土修建土工格栅加筋土坡来治理滑坡取得成功,证明固化土与加筋土技术联合应用,可显著提高土体的强度和稳定性,是处理膨胀土滑坡的一种新方法.     

SY土壤固化剂对砂质粉土工程性能的影响研究

采用SY土壤固化剂,以砂质粉土为固结对象,分别在水泥含量10%、15%和20%,固化剂掺量为0.5%、1.0%、1.5%和2.0%时,制成最大干密度的试样,进行了3、7、14和28 d无侧限抗压强度试验,28 d劈裂抗拉强度试验,水泥含量20%时,1.0%、1.5%和2.0%固化剂掺量时的抗渗试验,以及水泥含量20%、1.5%固化剂掺量时的冻融循环试验。结果表明,SY固化剂能显著提高砂质粉土的力学性能、抗渗、抗冻性能;在同一个固化剂掺量下,其力学性能、抗渗、抗冻性能随着水泥含量的增加而提高;固化剂掺量、水泥含量与土壤含量三者之间存在协调性。SEM测试和机理分析表明,SY土壤固化剂生成的大量二氧化硅凝胶和微膨胀的钙矾石晶体,使内部结构更加致密,从而提高了砂质粉土的宏观力学性能和抗渗、抗冻性能,可用于渠道防渗工程中。     

内蒙古河套灌区节水改造工程综合节水技术研究

河套灌区属季节性冻土地区,针对渠道冻胀破坏与渗漏严重、灌溉用水量大、灌区管理粗放等问题,开展了6个方面的专题研究,简要总结了不同级别渠道适宜的衬砌结构型式,聚苯乙烯保温与风积沙换填防冻措施,土壤固化剂新材料应用,渠道防渗效果监测,田间节水改造技术和节水改造工程实施后对灌区环境的影响等诸多方面,并对大型灌区节水改造工程建...     

复合土壤胶结料在渠道防渗中的应用

本文介绍复合土壤胶结料的主要性能特点及其固化土的抗压强度、抗渗性、收缩、抗冻性等，并通过工程实践介绍其施工方法，指出其作为一种新材料，具有造价低、施工方便、防渗效果好等特点，值得大力推广应用。     

渠道防渗技术新进展

介绍了有关北方混凝土渠道防渗防冻胀技术，土壤固化剂及聚合物纤维混凝土在渠道防渗工程中应用技术，结论认为：采用聚乙烯土工膜，复合土工膜等柔性材料与刚性保护相结合是高寒地区较合理的渠道防渗结构形式；土壤固化剂能与各类土壤发生化学或生物作用，改变土壤结构，亲水性等性质，特别是缺乏砂石料的灌区有广泛的应用空间，聚合物纤维混凝土在灌区渠道防渗工作中可以防止或减少混凝土裂缝，具有高变形能力和耐久性。     

保温型刚性护面渠道设计

在刚性面层下设置一道性能良好的保温层来防止基土冻结,可以从根本上解决冻胀破坏的问题。这种带保温层的刚性护面渠道称为保温型刚性护面渠道,根据热工原理,提出了保温型刚性护面渠道横断面设计在构造方面的要求,进一步推导出计算保温层厚度的有关公式,并给出算例,还指出了需要进一步研究和探讨的问题。     

考虑太阳热辐射的混凝土衬砌渠道冻胀数值模拟

针对渠道冻胀数值模拟分析依赖于实测温度而无法直接预测渠道冻胀及设计的缺陷,考虑日照对衬砌渠道冻胀量及冻胀力的影响,根据冻土力学及冻土物理学和热辐射原理,利用有限元软件ANSYS按瞬态温变模式加载温度,对衬砌渠道冻胀过程进行动态数值模拟,得到了考虑与不考虑太阳热辐射两种情况下渠道温度、应力和变形场的分布规律.对比可知：考虑热辐射的衬砌渠道冻胀规律与实测正弦型温度变化引起的冻胀规律一致,考虑热辐射的渠基温度大于正弦温度变化法计算而得的渠基温度值,特别是渠道阴坡,考虑热辐射计算的冻胀力、冻胀量均小于正弦型温度变化法计算所得.     

Frost heave prevention measures for canal linings in China

Since the late 1970s, much experimental work has been carried out on the prevention of frost heave in canal linings in China. This paper presents the main research findings and engineering practices on this topic. After discussing the unevenly distributed heaving deformation on the canal section and the effect of soil moisture on the frost heave of the canal subsoil, the paper describes the measures taken in China to prevent the frost damage, including the proper selection of the canal alignment, the appropriate types of the cross section and the lining structures, the subsoil replacement with sand-gravel, the adoption of double lining (placing a membrane under the concrete slabs), the utilization of the insulation material and the prevention measures related to O & M. All these measures should be adopted in accordance with the local conditions.Abbreviations FHR Frost heave ratio, equal to h/H, where h is the amount of frost heave, H is the frozen depth - RR Subsoil replacement ratio, equal to T/H, where T is the thickness of the replacement, H is the maximum frozen depth - URFD Unit reduction of the frozen depth, equal to H/d, where H is the reduction of the frost penetration, d is the thickness of the insulation board     

南疆渠道冻胀破坏与盐胀破坏的探讨

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.在南疆地区,除冻胀作用外,还涉及到盐胀对衬砌渠道的破坏作用,如何正确分析冻胀与盐胀对渠道的破坏作用是保证工程安全使用的关键.通过对冻胀与盐胀的破坏机理分析,浅析冻胀与盐胀在南疆渠道使用过程中的破坏,阐述并分析了造成冻胀与盐胀破坏的原因,并提出了建议性的对策措施.     

内蒙古临河地区渠道衬砌工程保温防冻胀试验研究

在我国北方的季节性冻土地区,防渗衬砌渠道的冻胀破坏对输水工程的危害最大.针对内蒙古临河地区南边分干渠冻胀破坏问题,提出了在渠道混凝土衬砌下铺设聚氨酯保温板新材料的措施.通过进行现场保温防冻胀试验,分析了各种保温措施下渠道基土的地温、冻深、含水率和冻胀量等影响冻胀变化因素的规律及其特征,总结了不同方案下的保温防冻胀效果,得出了适合该地区混凝土衬砌渠道中聚氨酯保温材料的防冻胀破坏方案:渠道阳坡上部使用3 cm厚的聚氨酯保温板,阳坡下部使用4 cm厚的聚氨酯保温板,阴坡上部使用4 cm厚的聚氨酯保温板,阴坡下部使用5 cm厚的聚氨酯保温板就可以保证混凝土衬砌体不发生冻胀破坏,同时为后续刚性衬砌渠道中采用聚氨酯保温材料防冻胀提供了技术支持.     

渠道冻胀敏感性数值模拟分析

渠道冻胀破坏机理复杂,其主要影响因素可归纳为土、水、温与附加荷载等4个方面。为了探明渠道冻胀影响因素对于混凝土衬砌渠道的影响程度和规律,利用正交实验设计理论,选取渠道冻胀不均匀系数作为评价指标,渠道断面形式、混凝土衬砌板厚度、分缝位置、渠基土冻胀系数和混凝土衬砌板弹性模量E作为影响因素,利用有限元软件ADINA进行数值模拟,研究各因素对渠道冻胀的敏感性。结果表明,5个因素敏感性由大到小依次排列为:渠道断面形式渠基土冻胀系数分缝位置混凝土衬砌板厚度混凝土衬砌板弹性模量E,从而为探索混凝土衬砌渠道最有效的抗冻胀措施及设计方法提供了科学合理的方法和依据。     

大U形渠道冻胀机理试验研究

渠道衬砌的冻胀破坏是温度、水分、土质和冻胀力等因素共同作用的结果,是北方地区渠道的主要破坏形式。通过对大U形渠道的冻胀观测试验,对衬砌的气温、地温,渠基土的含水率、冻深以及衬砌的冻胀变形量等实验数据统计比较,分析了渠道衬砌的主要破坏时段和破坏部位的分布规律及其形成原因,提出了相应措施,为进一步完善渠道衬砌冻害机理的理论研究提供了科学依据。     

基于数值模拟的“适变断面”衬砌渠道抗冻胀机理探讨

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ADINA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55.11%、最大法向冻胀力51.65%、最大切向冻结力56.85%;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1.3 cm,纵向伸缩缝周向压缩值总计为9.7 cm,揭示了“适变断面”渠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i约为1∶1.7～1∶1.4时,“适变断面”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。