弧形坡脚梯形渠道砼衬砌冻胀破坏的力学模型研究

【目的】探讨弧形坡脚梯形渠道衬砌结构冻胀破坏的力学模型,以科学指导衬砌体的设计与建设。【方法】通过对弧形坡脚梯形渠道砼衬砌冻胀破坏机理及破坏特征的分析,指出了弧形坡脚梯形渠道砼衬砌整体结构的计算简图,是在法向冻胀力、切向冻结力和重力共同作用下的近似薄壳拱形结构,基于此建立了该砼衬砌整体结构冻胀破坏的力学模型。【结果】求出了冻胀控制内力及最大拉应力的计算公式,并结合砼板抗裂条件,给出了胀裂部位、衬砌板厚及抗冻胀破坏验算的一系列计算方法。【结论】弧形坡脚梯形渠道砼衬砌结构较梯形渠道法向冻胀力数值小、分布均匀、恢复力大,整体适应变形及抗冻胀能力强,从而优于梯形断面,为弧形坡脚梯形渠道防冻胀设计提供了科学依据。     

高地下水位弧底梯形渠道混凝土衬砌冻胀破坏力学模型探讨

【目的】探讨高地下水位弧底梯形渠道混凝土衬砌结构冻胀破坏的力学模型,为实际工程中衬砌体的设计与建设提供参考。【方法】根据冻土力学、材料力学及高等数学知识,提出渠道坡板的计算简图是在法向冻结力、切向冻结力和法向冻胀力共同作用下的简支梁,渠底板是与两衬砌相互作用的压弯构件,进而依据合理的简化和假设,提出并建立高地下水位弧底梯形渠道混凝土冻胀破坏的力学模型,并进行了实例应用研究。【结果】通过建立的高地下水位弧底梯形渠道混凝土冻胀破坏力学模型,不仅能计算出弧底梯形渠道坡板、底板的控制内力及最大弯矩作用点,而且可以计算出渠道衬砌渠坡板所受的法向冻结力,并可估计混凝土板可能发生胀裂的位置。【结论】弧底梯形渠道混凝土衬砌结构法向冻胀力小,法向冻结力作用点在距渠顶1/5处,整体变形及抗冻胀能力强,并优于梯形渠道,为以后的渠道防冻胀设计提供了科学依据。     

渠道衬砌的冻胀防治

渠道衬砌冻胀是北方灌区的常见病害 ,对建筑物自身和灌区运行危害很大。本文对冻胀现象进行了力学分析 ,提出了主动抗冻与被动抗冻相结合的冻胀防治方法。     

渠道衬砌冻胀破坏研究现状与展望

灌渠衬砌冻胀破坏一直是制约季节性冻土区水利工程发展的瓶颈,关于这方面问题的研究大多停留在理论与现场实测的层面。针对北方寒区灌渠衬砌冻胀破坏理论及渠道衬砌冻胀破坏的研究现状与进展,分析我国在衬砌渠道冻胀破坏研究领域存在的主要问题,提出将各因素综合起来建立统一的力学与变形分析模型是灌渠衬砌冻胀研究的发展方向。     

小U型渠道砼衬砌结构冻胀破坏监测试验设计

主要针对小U型渠道砼衬砌结构冻胀破坏监测的试验方案进行探讨性的设计．首先对主要试验参数的监测方法进行了全面的论述,其次就依据本设计进行试验监测时,可能存在的问题及预防措施进行了简要分析,同时提出了渠道衬砌结构冻胀损伤诊断．最后监测试验方案是基于笔者对田间灌溉渠道砼衬砌结构冻胀破坏监测试验的研究和理解进行设计的．     

高地下水位弧底梯形混凝土衬砌渠道冻胀断裂破坏力学模型及应用

【目的】在线弹性断裂力学的基础上,对高地下水位弧底梯形混凝土衬砌渠道冻胀断裂破坏力学模型进行研究,为弧底梯形衬砌渠道的设计提供依据。【方法】将高地下水位弧底梯形渠道混凝土衬砌简化为简支梁结构并建立其冻胀力学模型,在考虑材料本身缺陷的基础上结合断裂力学理论,提出了高地下水位弧底梯形渠道冻胀断裂破坏力学模型。运用断裂力学及结构力学等相关理论,考虑法向冻结力的作用,通过适当的简化计算弧底梯形渠道衬砌的相关内力,并提出适用于弧底梯形渠道衬砌的断裂力学破坏准则,利用计算实例对所建立的渠道冻胀断裂破坏力学模型进行验证。【结果】渠道衬砌板的冻胀断裂符合Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹的特点,通过建立的弧底梯形渠道混凝土冻胀断裂力学模型,可以计算出渠道阴坡、阳坡、渠底的衬砌板厚度。计算实例证明,所建立的高地下水位弧底梯形渠道冻胀断裂破坏力学模型正确可行、简单实用。【结论】弧底梯形混凝土衬砌渠道优于梯形渠道,是一种冻胀力及冻胀变形较小的结构形式。     

渭济灌区衬砌渠道的防冻胀破坏措施初探

在分析渭济灌区衬砌渠道防冻胀破坏因素与特点的基础上,对渭济灌区采用的不同防冻账保护措施做了简要介绍。     

河套地区渠道衬砌冬季冻胀通病及防治

国家对农业基础设施建设投入很大,每年用于土地整理和农业开发整治的资金不断增加,针对斗、农、毛渠的疏通使农业生产得到有效提高。衬砌渠道冻胀破坏的基本因素是灌溉水运行、温度和冻胀土。     

高寒地区衬砌渠道冻胀及预防

阐述了冻胀破坏的主要机理、形式和成因,其主要破坏形式包括鼓胀及裂缝、架空隆起和冻融坍塌,并根据辽宁省西丰县实际工程经验,针对产生冻胀的主要因素,提出了防渗渠道工程寿命周期中采取避免冻胀、削减冻胀、适应冻胀变形、增强抗冻胀能力等有效预防措施。     

混凝土U形槽在渠道衬砌中的应用

水利工程建设中采用现浇混凝土U形槽衬砌渠道具有省料、省工、输水能力强、防渗效果好等优点。以张家川县石峡灌区续建配套与节水改造工程建设地为实例,对U形渠道的优点进行了分析、比较、论证。     

季节冻土区路基冻胀翻浆防治措施试验研究

根据位于青海省109国道橡皮山试验段所观测的温度及水分数据,系统分析了传统砂砾垫层路基与隔水土工膜加碎石垫层路基在外界气候环境作用下,路基内各个观测位置温度与水分的变化以及造成这些变化的原因.比较了两个断面下路基各个观测位置的水分变化率的差异以及造成这些差异的原因,分析了这些差异对路基冻胀翻浆的影响.研究结果表明,在橡...     

模糊多级模型在砼工程质量评价中的应用

砼工程质量与某些因素的选择或规定有密切的关系,因此对这些因素预先进行评价用以判断它们是否有利于工程质量,是十分必要的工作。采用模糊数学原理,建立了一种简单、实用砼质量评价的模型。利用这个模型,可以预测出参评的因素中影响砼质量原因,以便及时改进生产方案或采取其他的特殊措施来确保工程质量。     

水工压力隧洞钢筋混凝土衬砌配筋模型与方法探讨

【目的】针对当前水工压力隧洞钢筋混凝土衬砌配筋方法不能反映水工压力隧洞衬砌开裂后围岩-混凝土-钢筋的联合受力机制的不足,寻求建立一种新的配筋方法,为水工压力隧洞钢筋混凝土衬砌配筋的设计提供参考。【方法】从水工隧洞的实际性状入手,分析衬砌开裂后围岩-混凝土-钢筋的联合作用,借助于FINAL有限元程序,建立非线性有限元衬砌配筋数值仿真模型,基于莫尔-库伦强度准则进行非线性数值求解,并通过实例与"公式法"计算结果进行比较。【结果】通过算例发现,利用所建立的非线性有限元衬砌配筋数值仿真模型,计算得到围岩-混凝土-钢筋联合作用条件下的衬砌配筋量、钢筋应力、混凝土裂缝宽度,直观展现了衬砌裂缝处钢筋应力的集中现象。计算结果较"公式法"更为直观,配筋结果较"公式法"偏大,更符合实际情况。【结论】所建立的非线性有限元衬砌配筋数值仿真模型能够综合考虑水工压力隧洞衬砌开裂后围岩-混凝土-钢筋的联合作用,并能通过非线性有限元求解,得到任意部位的钢筋应力及混凝土裂缝的分布规律,较以往的方法有明显优越性。     

宁夏灌区渠道衬砌破坏成因分析与防治措施探究

在多年工程实践及调查研究的基础上,总结影响渠道防渗衬砌冻胀破坏的主要因素:渠床土质、冻土深度、地下水埋深、渠道走向、衬砌结构型式及材料对衬砌渠道防冻胀的影响,提出应用防渗新材料、换填弱冻胀性土、隔热保温等削减或适应冻胀的措施.     

高抗冻混凝土的研究与应用

【目的】研制适用于西北寒冷地区水工高抗冻性混凝土。【方法】配制不同水灰比、外加剂(引气剂,减水剂)掺量和粉煤灰掺量的混凝土,对其进行抗压、抗拉强度和抗冻融试验,分析以上因素对混凝土抗冻性能的影响,以优化水灰比,外加剂和粉煤灰掺量。配制高抗冻混凝土并将其应用于工程实践中,测定其坍落度、含气量、抗压强度和抗冻性,验证该混凝土的实用性。【结果】在水胶比为0.45时,混凝土中加入0.2 g/kg引气剂、5.0 g/kg减水剂和200 g/kg粉煤灰,其28 d抗压强度达到33.8 MPa,抗冻次数300次。经工程实际应用验证,该混凝土实用性满足C30F300高抗冻混凝土要求。【结论】在水胶比为0.45时,向普通混凝土中加入0.2 g/kg引气剂、5.0 g/kg减水剂和200 g/kg粉煤灰,其强度、抗冻耐久性完全能满足高抗冻混凝土要求,适用于西北寒冷地区水电工程建设。     

泄洪洞混凝土衬砌温变效应及温控防裂措施研究

【目的】研究混凝土衬砌的温变效应,为混凝土防裂措施的选择提供参考。【方法】针对某工程泄洪洞衬砌高强硅粉混凝土浇筑后出现的裂缝,在考虑混凝土热力学参数随龄期变化及混凝土实际浇筑过程对温度应力的影响,采用三维有限元程序对衬砌混凝土浇筑全过程进行仿真分析。【结果】衬砌边墙、底板混凝土表面早期应力超过相应龄期的抗拉强度,混凝土表面将出现裂缝。泄洪洞混凝土衬砌裂缝的产生,与混凝土水化热温升高且速度快、弹性模量增长快、混凝土养护方式以及混凝土自生体积变形和干缩变形大等密切相关。采用表面保温可大幅度降低混凝土表面早期应力,防止早期表面裂缝的出现;采用低热混凝土和降低浇筑温度可改善衬砌混凝土的后期应力。【结论】采用低热混凝土、表面保温和降低浇筑温度3种温控防裂措施可以有效改善衬砌混凝土的应力状态,防止或减少裂缝的出现,在实际施工中,以低热混凝土和表面保温措施相结合效果更佳。