抛物线形搭接装配式渠道结构优化与数值模拟
发布时间：2021-06-23 17:13
我国是农业大国,全国年用水总量的61.4%用于农业灌溉,并且,基于我国的基本国情考虑,今后的很长一段时间,渠道输水灌溉都将是我国农业灌溉的主要形式。渠道是农田水利工程中的重要组成部分,选择合理的渠道类型不仅能够提高输水效率,减小渠道冻胀破坏,还可以节约土地,降低成本。抛物线形渠道断面接近天然明渠断面,并且由于良好的水力性能和抗冻胀性在我国北方地区开始推广应用。此外,渠道采用现场浇筑施工方式,存在施工速度慢、质量难以控制等问题,而预制装配式渠道在工厂中利用机械预制混凝土构件,现场机械化快速装配式安装,近年来在中小型渠道上迅速推广应用。但是,由于抛物线形搭接装配式渠道的结构特点,采用水力最优断面或实用经济断面进行设计,断面宽深比都过大,不利于渠道结构的稳定运行。因此,有必要寻求一种宽深比较小,适用于装配式的断面形式。本文在抛物线形搭接装配式渠道已有研究的基础上,提出了抛物线形搭接装配式渠道的结构计算方法,推导出了结构内力计算公式,进行了抛物线形搭接装配式渠道的结构优化。主要研究成果如下:（1）根据抛物线形搭接装配式渠道内壁方程,提出采用最小二乘法拟合得到等衬砌厚度的外壁曲线方程;推导出抛物...
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１抛物线形搭接装配式混凝土渠道结构图??Ｆｉ．?２－１?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｒａｍ?ｏｆａｒａｂｏｌｉｃ?ｌａ－ａｓｓｅｍｂｌｅｄ?ｃｏｎｃｒｅｔｅ?ｃｈａｎｎｅｌ??
?第抛物线形搭接装配式集道及断面参数计算???Ｉ很大程度上降低了连接缝导致的水量损失。渠道构件采用搭接式连接，搭头和接头??中间放置止水条（或止水棒），这种材料可由橡胶或闭孔聚乙烯泡沫制成，搭头与接??头搭接时，由于渠槽自重迫使止水条（或止水棒）被均匀挤压，如图２－２所示。由于??止水条Ｃ或止水棒）发生了弹性变形，因此能够使搭头、止水条、接头三者紧密贴合，??从而达到止水目的，止水效果好，解决了一般形式渠道之间平缝连接而导致的渗漏问??题（张伟２０１７）?此外，采用搭接式连接，能有效避免渠道间的错动，减小渠道受??地基不均匀变形的影响，渠道的整体性显著提高，因此具有广阔的应用前景。??渠槽??￣???Ｉ?Ｉ??Ｉ?Ｉ??／?［?！??Ｉ?Ｉ??！?ｚ??Ｉ?Ｉ??止水条（或止水棒）??图２－２抛物线形搭接装配式渠道接缝构造图??Ｆｉｇ．?２－２?Ｐａｒａｂｏｌｉｃ?ｌａｐ－ａｓｓｅｍｂｌｅｄ?ｃｈａｎｎｅｌ?ｓｅａｍ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｒａｗｉｎｇ??抛物线形搭接装配式渠道可以采用填筑渠堤式、放置地面式、支墩架空式３种安??装方式（见图２－３）。填筑渠堤式是在地面挖制好沟槽后，直接将装配式渠道预制构件??放置在沟槽内进行拼装，之后填筑渠堤至渠顶高度；放置地面式是将渠槽直接放置在??基础处理后的地面上，之后按照所需长度搭接其余的渠槽；支墩架空式是在地面上设??置支墩，待支墩和装配式渠道预制构件均达到强度要求后，将装配式渠道预制构件接??头端的底座置于支墩上，以此安装其余的渠槽。??Ｖ?Ｍ??（１）填筑渠堤式?（２）放置地面式?（３）支墩架－空式??（１）?Ｃｈａｎｎｅｌ?
?第抛物线形搭接装配式集道及断面参数计算???Ｉ很大程度上降低了连接缝导致的水量损失。渠道构件采用搭接式连接，搭头和接头??中间放置止水条（或止水棒），这种材料可由橡胶或闭孔聚乙烯泡沫制成，搭头与接??头搭接时，由于渠槽自重迫使止水条（或止水棒）被均匀挤压，如图２－２所示。由于??止水条Ｃ或止水棒）发生了弹性变形，因此能够使搭头、止水条、接头三者紧密贴合，??从而达到止水目的，止水效果好，解决了一般形式渠道之间平缝连接而导致的渗漏问??题（张伟２０１７）?此外，采用搭接式连接，能有效避免渠道间的错动，减小渠道受??地基不均匀变形的影响，渠道的整体性显著提高，因此具有广阔的应用前景。??渠槽??￣???Ｉ?Ｉ??Ｉ?Ｉ??／?［?！??Ｉ?Ｉ??！?ｚ??Ｉ?Ｉ??止水条（或止水棒）??图２－２抛物线形搭接装配式渠道接缝构造图??Ｆｉｇ．?２－２?Ｐａｒａｂｏｌｉｃ?ｌａｐ－ａｓｓｅｍｂｌｅｄ?ｃｈａｎｎｅｌ?ｓｅａｍ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｒａｗｉｎｇ??抛物线形搭接装配式渠道可以采用填筑渠堤式、放置地面式、支墩架空式３种安??装方式（见图２－３）。填筑渠堤式是在地面挖制好沟槽后，直接将装配式渠道预制构件??放置在沟槽内进行拼装，之后填筑渠堤至渠顶高度；放置地面式是将渠槽直接放置在??基础处理后的地面上，之后按照所需长度搭接其余的渠槽；支墩架空式是在地面上设??置支墩，待支墩和装配式渠道预制构件均达到强度要求后，将装配式渠道预制构件接??头端的底座置于支墩上，以此安装其余的渠槽。??Ｖ?Ｍ??（１）填筑渠堤式?（２）放置地面式?（３）支墩架－空式??（１）?Ｃｈａｎｎｅｌ?
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国农业用水利益相关者研究进展与展望[J]. 冯欣,姜文来. 中国农业资源与区划. 2018(02)
[2]冬季输水渠道防冻胀破坏研究[J]. 王文生. 水利建设与管理. 2017(10)
[3]中国农业生产中的节水灌溉:区域差异与方式选择[J]. 黄秀路,武宵旭,葛鹏飞,王小腾. 中国科技论坛. 2016(08)
[4]抛物线形混凝土衬砌渠道标准化结构形式研究[J]. 何武全,宋清林,宋江涛,姜攀,张伟. 灌溉排水学报. 2016(05)
[5]基于混合蛙跳算法的水文模型参数估计方法[J]. 火久元,刘立群,赵红星. 重庆理工大学学报(自然科学). 2016(03)
[6]渠道渗漏成因和修复技术进展[J]. 王小东,贺永会,鄢俊,顾芳芳,姜亚汗. 岩土工程学报. 2016(S1)
[7]预制装配式渡槽型农渠设计理念及实用性探究[J]. 李存云,王红雨,王小东,李晓峰. 中国农村水利水电. 2015(07)
[8]抛物线形渠道的水力特性[J]. 张志昌,贾斌,李若冰,杨欢. 水利水运工程学报. 2015(01)
[9]国内外装配式建筑发展现状[J]. 顾泰昌. 工程建设标准化. 2014(08)
[10]承插式带肋混凝土U形渠道结构设计研究[J]. 张靖静,陆伟刚,黄伟. 中国农村水利水电. 2014(01)
硕士论文
[1]抛物线形复合断面渠道的水力计算与优化研究[D]. 李刚.西北农林科技大学 2019
[2]装配式抛物线形混凝土渠道最优结构型式研究[D]. 张伟.西北农林科技大学 2017
[3]抛物线形混凝土衬砌渠道冻胀破坏力学模型及数值模拟[D]. 宋清林.西北农林科技大学 2015
[4]渡槽式装配U形渠的结构研究与推广应用[D]. 李东云.扬州大学 2015
[5]混合蛙跳算法研究与改进[D]. 苏仟.西安电子科技大学 2014
[6]混合蛙跳算法研究[D]. 马平莉.西安电子科技大学 2013
[7]基于可靠度理论的大型预应力渡槽结构优化研究[D]. 张慧娟.河北工程大学 2009
[8]季节冻土区渠道防渗结构型式的研究[D]. 葛树东.河海大学 2004
本文编号：3245336
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１抛物线形搭接装配式混凝土渠道结构图??Ｆｉ．?２－１?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｒａｍ?ｏｆａｒａｂｏｌｉｃ?ｌａ－ａｓｓｅｍｂｌｅｄ?ｃｏｎｃｒｅｔｅ?ｃｈａｎｎｅｌ??
?第抛物线形搭接装配式集道及断面参数计算???Ｉ很大程度上降低了连接缝导致的水量损失。渠道构件采用搭接式连接，搭头和接头??中间放置止水条（或止水棒），这种材料可由橡胶或闭孔聚乙烯泡沫制成，搭头与接??头搭接时，由于渠槽自重迫使止水条（或止水棒）被均匀挤压，如图２－２所示。由于??止水条Ｃ或止水棒）发生了弹性变形，因此能够使搭头、止水条、接头三者紧密贴合，??从而达到止水目的，止水效果好，解决了一般形式渠道之间平缝连接而导致的渗漏问??题（张伟２０１７）?此外，采用搭接式连接，能有效避免渠道间的错动，减小渠道受??地基不均匀变形的影响，渠道的整体性显著提高，因此具有广阔的应用前景。??渠槽??￣???Ｉ?Ｉ??Ｉ?Ｉ??／?［?！??Ｉ?Ｉ??！?ｚ??Ｉ?Ｉ??止水条（或止水棒）??图２－２抛物线形搭接装配式渠道接缝构造图??Ｆｉｇ．?２－２?Ｐａｒａｂｏｌｉｃ?ｌａｐ－ａｓｓｅｍｂｌｅｄ?ｃｈａｎｎｅｌ?ｓｅａｍ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｒａｗｉｎｇ??抛物线形搭接装配式渠道可以采用填筑渠堤式、放置地面式、支墩架空式３种安??装方式（见图２－３）。填筑渠堤式是在地面挖制好沟槽后，直接将装配式渠道预制构件??放置在沟槽内进行拼装，之后填筑渠堤至渠顶高度；放置地面式是将渠槽直接放置在??基础处理后的地面上，之后按照所需长度搭接其余的渠槽；支墩架空式是在地面上设??置支墩，待支墩和装配式渠道预制构件均达到强度要求后，将装配式渠道预制构件接??头端的底座置于支墩上，以此安装其余的渠槽。??Ｖ?Ｍ??（１）填筑渠堤式?（２）放置地面式?（３）支墩架－空式??（１）?Ｃｈａｎｎｅｌ?
?第抛物线形搭接装配式集道及断面参数计算???Ｉ很大程度上降低了连接缝导致的水量损失。渠道构件采用搭接式连接，搭头和接头??中间放置止水条（或止水棒），这种材料可由橡胶或闭孔聚乙烯泡沫制成，搭头与接??头搭接时，由于渠槽自重迫使止水条（或止水棒）被均匀挤压，如图２－２所示。由于??止水条Ｃ或止水棒）发生了弹性变形，因此能够使搭头、止水条、接头三者紧密贴合，??从而达到止水目的，止水效果好，解决了一般形式渠道之间平缝连接而导致的渗漏问??题（张伟２０１７）?此外，采用搭接式连接，能有效避免渠道间的错动，减小渠道受??地基不均匀变形的影响，渠道的整体性显著提高，因此具有广阔的应用前景。??渠槽??￣???Ｉ?Ｉ??Ｉ?Ｉ??／?［?！??Ｉ?Ｉ??！?ｚ??Ｉ?Ｉ??止水条（或止水棒）??图２－２抛物线形搭接装配式渠道接缝构造图??Ｆｉｇ．?２－２?Ｐａｒａｂｏｌｉｃ?ｌａｐ－ａｓｓｅｍｂｌｅｄ?ｃｈａｎｎｅｌ?ｓｅａｍ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｒａｗｉｎｇ??抛物线形搭接装配式渠道可以采用填筑渠堤式、放置地面式、支墩架空式３种安??装方式（见图２－３）。填筑渠堤式是在地面挖制好沟槽后，直接将装配式渠道预制构件??放置在沟槽内进行拼装，之后填筑渠堤至渠顶高度；放置地面式是将渠槽直接放置在??基础处理后的地面上，之后按照所需长度搭接其余的渠槽；支墩架空式是在地面上设??置支墩，待支墩和装配式渠道预制构件均达到强度要求后，将装配式渠道预制构件接??头端的底座置于支墩上，以此安装其余的渠槽。??Ｖ?Ｍ??（１）填筑渠堤式?（２）放置地面式?（３）支墩架－空式??（１）?Ｃｈａｎｎｅｌ?
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国农业用水利益相关者研究进展与展望[J]. 冯欣,姜文来. 中国农业资源与区划. 2018(02)
[2]冬季输水渠道防冻胀破坏研究[J]. 王文生. 水利建设与管理. 2017(10)
[3]中国农业生产中的节水灌溉:区域差异与方式选择[J]. 黄秀路,武宵旭,葛鹏飞,王小腾. 中国科技论坛. 2016(08)
[4]抛物线形混凝土衬砌渠道标准化结构形式研究[J]. 何武全,宋清林,宋江涛,姜攀,张伟. 灌溉排水学报. 2016(05)
[5]基于混合蛙跳算法的水文模型参数估计方法[J]. 火久元,刘立群,赵红星. 重庆理工大学学报(自然科学). 2016(03)
[6]渠道渗漏成因和修复技术进展[J]. 王小东,贺永会,鄢俊,顾芳芳,姜亚汗. 岩土工程学报. 2016(S1)
[7]预制装配式渡槽型农渠设计理念及实用性探究[J]. 李存云,王红雨,王小东,李晓峰. 中国农村水利水电. 2015(07)
[8]抛物线形渠道的水力特性[J]. 张志昌,贾斌,李若冰,杨欢. 水利水运工程学报. 2015(01)
[9]国内外装配式建筑发展现状[J]. 顾泰昌. 工程建设标准化. 2014(08)
[10]承插式带肋混凝土U形渠道结构设计研究[J]. 张靖静,陆伟刚,黄伟. 中国农村水利水电. 2014(01)
硕士论文
[1]抛物线形复合断面渠道的水力计算与优化研究[D]. 李刚.西北农林科技大学 2019
[2]装配式抛物线形混凝土渠道最优结构型式研究[D]. 张伟.西北农林科技大学 2017
[3]抛物线形混凝土衬砌渠道冻胀破坏力学模型及数值模拟[D]. 宋清林.西北农林科技大学 2015
[4]渡槽式装配U形渠的结构研究与推广应用[D]. 李东云.扬州大学 2015
[5]混合蛙跳算法研究与改进[D]. 苏仟.西安电子科技大学 2014
[6]混合蛙跳算法研究[D]. 马平莉.西安电子科技大学 2013
[7]基于可靠度理论的大型预应力渡槽结构优化研究[D]. 张慧娟.河北工程大学 2009
[8]季节冻土区渠道防渗结构型式的研究[D]. 葛树东.河海大学 2004
本文编号：3245336
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