为研究冻土环境中的梯形波纹钢明渠抗冻胀性能，建立了可精细模拟土-渠相互作用的实体-壳体三维空间有限元分析模型，提出了同时考虑含水率与温度的冻土弹性模量计算公式。通过考虑土体在不同月份的温度场变化，采用瞬态热传导模拟了实际升温、降温过程中的土-渠相互作用。合理考虑了含水率与温度对冻土弹性模量、冻胀系数、内摩擦角、黏聚力等本构参数的影响，研究了波纹钢明渠变形与应力的变化规律，分析对比了不同的土体类型与初始含水率、地下水埋深、横撑间距与截面尺寸、波纹钢壁厚与卷边宽度对变形和应力的影响。结果表明：波纹钢明渠可承受一定的水平冻胀作用；渠周土体初始含水率及地下水埋深对波纹钢明渠变形与应力的影响显著，当地下水位在波纹钢侧壁埋深的下半部分时尤为明显；为减小渠体变形，可采取在渠顶设置横向支撑、减小侧壁坡度、增大波纹钢壁厚或加宽卷边的措施，相比之下，前两种更为经济且有效，不过横撑规格需满足受压稳定性要求；设置横撑后，卷边可提供一定的侧向刚度；虽然加宽渠顶卷边对减小渠顶的横向变形有一定贡献，但在10～100 mm宽度范围内贡献不大；未设支撑的波纹钢明渠Mises应力整体低于钢材屈服强度，应力较大的部位多见于...

为研究冻土环境中的梯形波纹钢明渠抗冻胀性能，建立了可精细模拟土-渠相互作用的实体-壳体三维空间有限元分析模型，提出了同时考虑含水率与温度的冻土弹性模量计算公式。通过考虑土体在不同月份的温度场变化，采用瞬态热传导模拟了实际升温、降温过程中的土-渠相互作用。合理考虑了含水率与温度对冻土弹性模量、冻胀系数、内摩擦角、黏聚力等本构参数的影响，研究了波纹钢明渠变形与应力的变化规律，分析对比了不同的土体类型与初始含水率、地下水埋深、横撑间距与截面尺寸、波纹钢壁厚与卷边宽度对变形和应力的影响。结果表明：波纹钢明渠可承受一定的水平冻胀作用；渠周土体初始含水率及地下水埋深对波纹钢明渠变形与应力的影响显著，当地下水位在波纹钢侧壁埋深的下半部分时尤为明显；为减小渠体变形，可采取在渠顶设置横向支撑、减小侧壁坡度、增大波纹钢壁厚或加宽卷边的措施，相比之下，前两种更为经济且有效，不过横撑规格需满足受压稳定性要求；设置横撑后，卷边可提供一定的侧向刚度；虽然加宽渠顶卷边对减小渠顶的横向变形有一定贡献，但在10～100 mm宽度范围内贡献不大；未设支撑的波纹钢明渠Mises应力整体低于钢材屈服强度，应力较大的部位多见于...

为研究冻土环境中的梯形波纹钢明渠抗冻胀性能，建立了可精细模拟土-渠相互作用的实体-壳体三维空间有限元分析模型，提出了同时考虑含水率与温度的冻土弹性模量计算公式。通过考虑土体在不同月份的温度场变化，采用瞬态热传导模拟了实际升温、降温过程中的土-渠相互作用。合理考虑了含水率与温度对冻土弹性模量、冻胀系数、内摩擦角、黏聚力等本构参数的影响，研究了波纹钢明渠变形与应力的变化规律，分析对比了不同的土体类型与初始含水率、地下水埋深、横撑间距与截面尺寸、波纹钢壁厚与卷边宽度对变形和应力的影响。结果表明：波纹钢明渠可承受一定的水平冻胀作用；渠周土体初始含水率及地下水埋深对波纹钢明渠变形与应力的影响显著，当地下水位在波纹钢侧壁埋深的下半部分时尤为明显；为减小渠体变形，可采取在渠顶设置横向支撑、减小侧壁坡度、增大波纹钢壁厚或加宽卷边的措施，相比之下，前两种更为经济且有效，不过横撑规格需满足受压稳定性要求；设置横撑后，卷边可提供一定的侧向刚度；虽然加宽渠顶卷边对减小渠顶的横向变形有一定贡献，但在10～100 mm宽度范围内贡献不大；未设支撑的波纹钢明渠Mises应力整体低于钢材屈服强度，应力较大的部位多见于...

为了研究波纹钢结构在冻土地区对既有盖板涵的影响,通过对冻土地区既有盖板涵结构的病害调查、实地检测和数值模拟方法,分析了波纹钢加固盖板涵结构在正常状况和多种不利条件下的加固效果和受力状况。数值模拟的结果表明:波纹钢结构能显著改善盖板涵结构的内力和挠曲变形的程度;波纹钢结构在遭受腐蚀导致壁厚变小时,其加固性能随着壁厚的减小而缓慢降低;当原盖板涵结构失去承载力后,波纹钢结构仍能有效发挥原盖板涵结构的功能;在反复冻融情形下,波纹钢结构仍能发挥其加固效果,其加固后的涵洞顶面和垫层顶面的竖向相对变形均小于加固前的相对变形。

对波纹钢管涵洞和混凝土涵洞的有限元应力应变分析,得到波纹钢管涵洞与混凝土圆管涵洞的变形与力学特征。结果表明:波纹钢管涵洞相比混凝土圆管涵洞具有较好的变形适应能力。通过波纹钢管涵洞在青藏高原以及大兴安岭岛状融区冻土路基中的应用,得到了良好的抵抗路基沉降变形的工程效果,具有很好的推广应用前景。