旱寒灌区渠基土中水分在温度梯度作用下向冻结锋面迁移聚集并冻结膨胀,使其上混凝土衬砌板冻胀破坏,以往的线弹性分析方法在数值模拟中将冻土与混凝土衬砌板视为一体,无法反映两者之间的滑移。本文采用符合冻土与混凝土接触面冻结特性的非线性本构模型来合理反映两者的相对滑动及脱离,考虑混凝土的弹塑性及其与冻土的接触非线性,建立能反映混凝土板从弹性到塑性屈服失效过程的渠道冻胀破坏数值模型,并对冻胀过程进行分析。结果表明,未考虑接触非线性的切向冻结力会超过混凝土与冻土最大冻结强度,不符实际;而考虑接触非线性的数值模型更能反映衬砌渠道冻胀破坏过程,更能合理解释渠道冻胀破坏位置在渠底中间和阴阳坡靠近渠底1/3板长处,切向冻结力、法向冻胀力最大值较未考虑接触非线性的要小约50%且分布更均匀。
渠道冻胀破坏及其防治是我国北方季节性冻土地区渠道工程中的一个重要问题。本文从渠道冻胀破坏的机理、渠道冻胀预报模式、渠道冻胀力学模型研究和渠道冻胀防治措施等四个方面总结了我国近年来渠道冻胀防治技术的前沿研究成果。我国渠道冻胀防治技术已从单一材料向复合材料,单一结构向复合结构,半机械化向机械化方向发展。并对目前研究工作中存在的不足和今后应进一步开展研究的若干问题提出了8点建设性意见。
渠道冻胀及其防治问题是我国北方灌区渠道工程中的一个重要问题,文中从渠基土的冻胀性能、地下水位的埋深、渠道衬砌材料和结构及渠道走向等四个方面,较深入地分析了产生渠道冻胀破坏的机理,总结了各地近年来渠道冻胀的研究成果,提出了渠道冻胀防治的各种措施,对渠道防渗防冻胀工程建设具有参考价值,并指出今后应进一步开展研究的若干问题。
季节冻土地区水利工程的冻害现象十分严重 ,被冻坏的工程占工程总数的 50— 80 % ,每年为修复冻害工程都要投入大量资金 ,形成一种“修不完的工程 ,配不完的套”的被动局面 ,严重影响着水利工程有效利用。其中渠道的冻胀破坏分布最广 ,危害最大。本文就季节性冻土区的渠道防冻胀 ,从冻胀机理及防冻胀工程作一简要介绍。