宁夏地区衬砌渠道渠基冻胀率水热响应试验研究

渠基土; 温度; 含水率; 水热耦合; 冻胀率;
["王羽岱","王斌","苗福生","马楠"] 2024-04-23 期刊论文
衬砌渠道周围的水分与温度场分布存在明显差异,此范围内渠基土在水热两场耦合作用下冻胀有明显不同。基于这种差异,开展渠基土在不同水分、温度条件下冻胀率试验研究。结果表明:①在不同温度条件下,土体冻胀率随温度的变化过程可分为两个阶段,当温度从0℃降至-5℃左右时,在此阶段产生的冻胀率约占整个冻胀过程的50%~80%,冻胀率与温度线性关系明显。随着温度继续降低,二者非线性关系明显。②在无补水情况下,相同温度条件下的土体,初始含水率越大,所产生的冻胀率越大。初始含水率25%与35%的土体产生的冻胀率均为初始含水率15%土体的一倍到两倍以上。当土体在冻胀过程中有水分补充时,其冻胀率与水分变化线性关系明显。初始含水率越大的土体产生的冻胀率增量越大,初始含水率25%、35%的土体冻胀率增量均为15%土体的两倍以上。③提出了水热耦合条件与渠基土冻胀率的多元非线性关系,且与试验数据吻合较好。④建立数值模拟模型,对衬砌渠道不同位置处冻胀作用分布与变形进行计算与分析,结果表明:温度越低、水分越大,衬砌渠道所受到的切向冻胀力与法向冻胀力越大。水热变化差异越大时,土体冻胀导致的衬砌渠道冻胀变形越显著。本研究可为宁...
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