季冻区灌渠-衬砌接触面冻胀破坏现状分析

发布时间：2021-04-06 11:48

　　渠系工程中渠基土与衬砌接触面的冻胀破坏问题一直是我国农业工程发展中的难题。近年来,关于灌渠-衬砌接触面冻害的研究仍然较少,各个领域的研究仍有许多不足。本文从理论方面分析灌渠-衬砌接触面在负温作用下的3种冻害类型,归纳出冻裂破坏、冰冻破坏和冻胀融沉破坏3种破坏形式的基本特点和理论研究现状;结合试验研究的各个方面,分析灌渠-衬砌接触面上产生的剪切力、冻胀力、冰胶结力的性质与一般变化规律;再根据该类问题在数值模拟方面的发展,分析4种目前该领域应用最广的数值模拟软件在灌渠-衬砌接触面冻害问题中的优缺点。并归纳出前人在此研究中的不足和需要改进的方面,并提出新的思路,为灌渠-衬砌接触面冻胀破坏方向深入研究提供参考和理论支撑。 

【文章来源】：灌溉排水学报. 2020,39(S2)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

冻裂破坏

随季节更替，冻胀融沉往复作用，衬砌材料的吸水性随时间增长而变大，使得衬砌材料表面出现孔洞，然后逐渐变大、开裂，最后表面脱落，形成冻胀融沉破坏，如图3所示。常用的衬砌材料是混凝土和浆砌石2种刚性材料[26-27]。由于刚性材料抗压能力强，抗拉能力较弱，所以其适应拉伸变形能力不足。特别在冻融期间，渠基土与衬砌结构之间冰层融化，土体表面存在大量融化的水，由于衬砌材料本身具有一定吸水性，会将残留在土体表层的冰、雪水吸入衬砌板的孔隙中，在原位冻结成冰，造成衬砌材料本身冻胀变形，其变形位置一般位于灌渠斜坡与底部衬砌的连接处，且变形分布不均匀[28]。此外在我国东北西北等地，在衬砌表面生长的某些苔藓、蕨类植物在经历整个冻胀融沉过程后，由于衬砌板被破坏，使其根系完全暴露在外，形成冻拔现象，进而造成对寒区植被的破坏[29-30]。

冰冻破坏

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于大数据下物联网技术的智能灌溉研究——评《灌溉排水工程技术》[J]. 周毅.  灌溉排水学报. 2020(05)
[2]冰盖输水衬砌渠道冰冻破坏统一力学模型[J]. 葛建锐,王正中,牛永红,王羿,肖旻,刘铨鸿,江浩源.  农业工程学报. 2020(01)
[3]模袋混凝土衬砌梯形渠道冻胀适应性研究[J]. 娄宗科,莫腾飞,张晓红,付小军,何武全.  农业工程学报. 2019(24)
[4]冻融循环对冻土–混凝土界面冻结强度影响的试验研究[J]. 何鹏飞,马巍,穆彦虎,董建华,黄永庭.  岩土工程学报. 2020(02)
[5]季冻土区临水轻台结构冻拔特征分析及防治[J]. 孙洪伟,傅汝进.  吉林大学学报(地球科学版). 2019(05)
[6]冻土-混凝土界面冻结强度特征与形成机理研究[J]. 何鹏飞,马巍,穆彦虎,董建华,黄永庭.  农业工程学报. 2018(23)
[7]渠道聚苯乙烯保温板防冻胀效果模拟分析[J]. 马海兰.  地下水. 2018(04)
[8]盐渍化冻土-混凝土衬砌接触面直剪试验研究[J]. 孙兆辉,卞汉兵,鹿翔宇,章赛泽,邱秀梅.  冰川冻土. 2018(03)
[9]梯形渠道冻胀数值模拟与边坡系数优化[J]. 郝晋彩,娄宗科,高凤.  灌溉排水学报. 2017(12)
[10]季节冻土区混凝土渠与玻璃钢渠体防冻效益对比研究[J]. 王英浩,何扬,司娜,陈泓宇,华树广.  灌溉排水学报. 2017(10)



本文编号：3121378