基于数值模拟的“适变断面”衬砌渠道抗冻胀机理探讨

被引：22

作者：

刘旭东 ^{[1
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王正中 ^{[1
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闫长城 ^{[1
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李甲林 ^{[1
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]}

机构：

[1] 西北农林科技大学水工程安全与病害防治研究中心

[2] 吴江市水利局

[3] 中国科学院冻土工程国家重点实验室

[4] 甘肃省水利厅

来源：

农业工程学报 | 2010年 / 26卷 / 12期

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;

D O I：

暂无

中图分类号：

S277 [排灌工程];

学科分类号：

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1.3cm,纵向伸缩缝周向压缩值总计为9.7cm,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。

引用

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共 21 条

[1] 基于横观各向同性冻土的U形渠道冻胀数值模拟 [J].