宁夏引黄灌区小型U形混凝土衬砌渠道冻胀监测与数据分析

发布时间：2017-08-22 02:25

  本文关键词：宁夏引黄灌区小型U形混凝土衬砌渠道冻胀监测与数据分析

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【摘要】：小型U形渠道是宁夏引(扬)黄灌区田间输配水的主要渠道形式,然而,受季节性冻土地区冻融循环的影响,渠道混凝土衬砌板的冻胀破坏严重影响着渠道的输水效率。本文在研究大量国内外文献的基础上,论述了国内外对渠道防渗抗冻胀的研究现状,总结了渠道防渗抗冻胀的新技术和新材料,研究了影响渠道冻胀破坏的主要因素,及不同衬砌形式渠道的冻胀破坏特征和机理。针对小型U形混凝土衬砌渠道冻胀破坏研究成果及现场冻胀监测资料较少的现状,本文选取宁夏引黄灌区的两个典型灌域(青铜峡邵岗镇和平罗县前进农场)的小型U形混凝土衬砌渠道为对象,通过对渠道外部衬砌板破坏观察和对内部冻胀变形等参数进行监测,获取基础信息和数据,了解其冻胀破坏的性状,找出渠道最易受冻胀破坏的部分,以期揭示小型U形混凝土衬砌冻胀破坏的内在规律,为制定完善的小型U形混凝土衬砌渠道施工质量控制与操作规程,确保小型U形混凝土衬砌渠道持续、稳定、高效发挥作用提供技术支撑。具体研究结果如下：(1)试验区的两拼式渠道冻胀破坏程度最为严重,破坏类型有裂缝、位移、断裂、滑塌、隆起架空、整体上抬、综合破坏；三拼式渠道次之,冻胀破坏类型有裂缝、位移、断裂；整体式渠道的冻胀破坏程度最轻,仅有裂缝一种破坏形式。(2)整体式渠道地温大小关系为渠底阴坡外阳坡内阴坡内阳坡外；两拼式、三拼式渠道地温大小关系为渠底阳坡下阴坡下阳坡上阴坡上;三种衬砌结构的渠道,地温值与深度呈正相关,渠底地温最高,不同测点在同一时间,同一深度处,地温值从渠道底部向上,逐渐降低。在渠道衬砌板以下0-50cm范围内,地温受平均气温影响大,地温与观测时间相关性较差,50-100cm范围内,地温受平均气温影响小,地温与观测时间相关性较强；地温值是一段时间内气温值累加的结果。(3)渠道土壤含水率随监测深度的增加而增加,渠基土含水率随监测时间先减小后增大,监测前后渠基土含水率几乎不变。渠底的渠基土含水率最高。气温与渠道的冻深呈负相关,东西走向的渠道阴坡冻深大于阳坡。(4)渠底的冻胀破坏是最大的,两拼式渠道、三拼式渠道坡脚处的冻胀破坏严重,破坏程度仅次于渠道底部；整体式、三拼式渠道下部的冻胀破坏强于渠道上部的冻胀破坏。
【关键词】：小型U形渠道 混凝土衬砌结构 冻胀破坏 监测
【学位授予单位】：宁夏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV698.26
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.1.1 研究背景8-9
• 1.1.2 研究意义9
• 1.2 国内外研究现状9-11
• 1.2.1 渠道冻胀破坏机理9
• 1.2.2 渠道冻胀破坏力学模型9-10
• 1.2.3 渠道抗冻胀数值模拟10
• 1.2.4 渠道冻胀试验研究10-11
• 1.2.5 渠道抗冻胀措施11
• 1.3 研究的技术方案11-12
• 1.3.1 研究目标11
• 1.3.2 研究内容11-12
• 1.3.3 研究方法和技术路线12
• 1.4 本章小结12-13
• 第二章 试验区域概况13-17
• 2.1 平罗县前进农场试验区概况13-14
• 2.1.1 水文气象13
• 2.1.2 地形、地貌及土壤状况13
• 2.1.3 水资源13
• 2.1.4 水利工程现状13-14
• 2.2 青铜峡试验区概况14-15
• 2.2.1 水文气象14
• 2.2.2 地形、地貌及土壤状况14
• 2.2.3 水资源14-15
• 2.2.4 水利工程现状15
• 2.3 试验区小型U形渠道监测典型段的选择15-16
• 2.4 本章小结16-17
• 第三章 渠道衬砌冻胀破坏的影响因素与破坏特征17-26
• 3.1 渠道衬砌冻胀破坏的影响因素17-19
• 3.1.1 地下水对冻胀破坏的影响17
• 3.1.2 渠基土质对冻胀破坏的影响17-18
• 3.1.3 渠基土水分对冻胀的影响18
• 3.1.4 渠道走向对冻胀的影响18
• 3.1.5 负温对冻胀的影响18-19
• 3.1.6 渠道衬砌形式对冻胀的影响19
• 3.2 不同结构型式混凝土衬砌渠道的冻胀破坏特征19-21
• 3.2.1 梯形混凝土衬砌渠道19-20
• 3.2.2 弧底梯形混凝土衬砌渠道20
• 3.2.3 弧形坡脚梯形混凝土衬砌渠道20
• 3.2.4 U形混凝土衬砌渠道20-21
• 3.3 灌区小型U形混凝土衬砌冻胀破坏外部观测21-25
• 3.3.1 混凝土衬砌板冻胀破坏外观结果21-23
• 3.3.2 外部冻胀破坏观测的分析和结果23-24
• 3.3.3 冻胀破坏性状观测分类24-25
• 3.4 本章小结25-26
• 第四章 原位监测试验方案的设计26-34
• 4.1 试验目的26
• 4.2 试验内容26
• 4.3 试验仪器26-27
• 4.4 试验现场布置27-32
• 4.4.1 试验布置完成后效果图27
• 4.4.2 现场试验仪器布置说明27-28
• 4.4.3 试验观测内容及方法28-32
• 4.5 监测存在的问题32-33
• 4.6 本章小结33-34
• 第五章 监测数据处理与分析34-65
• 5.1 冻深34-36
• 5.1.1 前进农场试验区冻深监测34-35
• 5.1.2 青铜峡试验区冻深监测35-36
• 5.1.3 冻深对比分析36
• 5.2 地温36-52
• 5.2.1 前进农场试验区地温监测36-44
• 5.2.2 青铜峡试验区地温监测44-52
• 5.2.3 地温对比分析52
• 5.3 土壤含水率52-57
• 5.3.1 前进农场试验区土壤含水率监测52-54
• 5.3.2 青铜峡试验区土壤含水率监测54-56
• 5.3.3 土壤含水率对比分析56-57
• 5.4 冻胀量57-63
• 5.4.1 前进农场试验区冻胀量监测57-61
• 5.4.2 青铜峡试验区冻胀量监测61-62
• 5.4.3 冻胀量对比分析62-63
• 5.5 施工建议63
• 5.6 本章小结63-65
• 第六章 主要结论与展望65-67
• 6.1 主要研究结论65-66
• 6.2 创新点66
• 6.3 展望66-67
• 参考文献67-70
• 致谢70-71
• 个人简历71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 李卓;盛金保;刘斯宏;何勇军;李亚军;;土工袋防渠道冻胀模型试验研究[J];岩土工程学报;2014年08期

2 李爽;王正中;高兰兰;刘铨鸿;王文杰;孙杲辰;;考虑混凝土衬砌板与冻土接触非线性的渠道冻胀数值模拟[J];水利学报;2014年04期

3 杨洪生;宇德忠;于立泽;;高寒地区路基土冻胀影响因素研究[J];黑龙江交通科技;2012年02期

4 卞晓琳;何平;施烨辉;;土体冻胀与地下水关系的研究进展[J];中国农村水利水电;2007年04期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 武慧芳;宁夏引黄灌区骨干渠道EPS保温板厚度优选试验及数值模拟研究[D];宁夏大学;2015年

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本文编号：716550