考虑接触行为的U型渠道冻胀数值模拟

发布时间：2023-02-28 17:48

　　U型衬砌渠道具有良好的整体性和冻胀适应性,但在冬季仍极易因土体冻胀而导致破坏。考虑渠基冻土与衬砌接触面冻结的非线性特性和冻土、混凝土材料的塑性特征,建立能分析渠道基土与衬砌间挤压、脱开及滑移等接触力学行为的渠道冻胀破坏热力耦合数值模型。以宝鸡峡灌区塬下北干渠为原型渠道,按照模型是否考虑接触分别进行冻胀数值模拟,并对模拟结果进行对比分析。结果表明:考虑接触的模型模拟结果与原型实测值更相符,更能合理地解释U型渠道冻胀在渠底与阴坡衔接处冻胀量最小;考虑接触的混凝土塑性应变最大值是不考虑接触时的3.76倍;考虑接触的法向冻胀力和切向冻结力更均匀,最大值均减少1.5～3.0倍,应力集中现象减弱,更能反映混凝土衬砌板与渠基土之间的滑移变形与破坏准则的相互作用。研究结果为U型衬砌渠道冻胀破坏规律提供了分析方法。

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【文章目录】：
1 研究背景
2 力学模型的建立
    2.1 温度控制方程
    2.2 本构方程
    2.3 渠道基土与衬砌间的接触力学行为
3 有限元模型及参数选取
    3.1 原型渠道概况
    3.2 有限元模型及参数选取
        3.2.1 有限元模型
        3.2.2 阴阳坡的划分
        3.2.3 边界条件
        3.2.4 材料参数
4 结果与分析
    4.1 渠基土冻结深度及衬砌法向冻胀量分布规律
    4.2 衬砌塑性变形及其所受冻胀力分布规律
5 结 语



本文编号：3751576