考虑冻土双向冻胀与衬砌板冻缩的大型渠道冻胀力学模型

作     者：肖旻 王正中 刘铨鸿 王羿 葛建锐 王兴威 Xiao Min;Wang Zhengzhong;Liu Quanhong;Wang Yi;Ge Jianrui;Wang Xingwei

作者机构：西北农林科技大学水利与建筑工程学院杨凌712100 西北农林科技大学旱区寒区水工程安全研究中心杨凌712100 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室兰州730000 

基　　金：国家重点研发计划"水资源高效开发利用"重点专项(2017YFC0405101) 国家自然科学基金(51279168) 国家科技支撑计划(2012BAD10B02) 博士点基金项目(2012020411100254) 

出 版 物：《农业工程学报》 (Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering)

年 卷 期：2018年第34卷第8期

页      码：100-108页

摘      要：由于大型渠道断面大、渠坡长,渠基冻土沿坡长方向的切向冻胀及衬砌板的冻缩变形不可忽略,该文把大型渠道衬砌板的冻胀破坏视为两者共同作用的结果,结合冻土的Winkler弹性地基假设,并考虑冻土冻胀变形的双向冻胀差异,提出一种开放系统梯形渠道衬砌板法向和切向冻胀力的计算方法及内力计算公式。基于弹性地基理论推导了衬砌板的冻缩应力表达式,并由迭加原理提出大型混凝土梯形渠道衬砌板的抗裂验算方法。以甘肃靖会灌区某梯形渠道为原型,分析了衬砌板各截面内力和冻缩应力的分布规律,进而确定了各截面最大拉应力的分布规律及危险截面位置。对综合考虑冻土双向冻胀和衬砌板冻缩及仅考虑法向冻胀的2种情形进行对比分析表明,基于前者的衬砌板最大拉应力为2.134 MPa,而基于后者计算的相应值仅为1.494 MPa,与前者相比偏小、偏不安全。因此,在大型渠道的抗冻胀设计中建议综合考虑冻土双向冻胀和衬砌板冻缩变形的影响。

主 题 词：渠道 应力 模型 冻土工程 双向冻胀 冻缩应力 衬砌渠道 力学模型 

学科分类：0710[理学-生物科学类] 082802[082802] 08[工学] 0828[工学-建筑类] 09[农学] 0815[工学-矿业类] 0903[农学-动物生产类] 0802[工学-机械学] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.08.013

馆 藏 号：203289006...