本文關(guān)鍵詞：輕骨料混凝土襯砌渠道凍脹研究及數(shù)值模擬，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：我國(guó)寒區(qū)輸水渠道多采用普通混凝土襯砌進(jìn)行防滲,但存在著嚴(yán)重的凍害問(wèn)題,如隆起、移位、錯(cuò)動(dòng)和酥松剝落破壞等,這樣無(wú)形增加了渠道每年的修復(fù)管理費(fèi)用,所以如何發(fā)展新型防滲抗凍脹材料,提高渠系水利用系數(shù)至關(guān)重要。我國(guó)有豐富的浮石資源,它不僅價(jià)格低,而且它還有很多特點(diǎn),如易碎、硬度適中、吸水率較大、良好的保溫隔熱性能、高強(qiáng)度、耐酸堿、耐腐蝕,同時(shí)無(wú)污染、沒(méi)有放射性等,用以進(jìn)行輕骨料混凝土渠道襯砌可降低造價(jià),為了研究輕骨料混凝土襯砌渠道的抗凍脹性能,從而提出較適宜河套灌區(qū)渠道襯砌的新型材料,本文工作成果如下：(1)在河套灌區(qū)建立三種不同方案的襯砌渠道,通過(guò)在整個(gè)觀測(cè)期內(nèi)對(duì)不同方案渠道的地溫、凍脹量的觀測(cè),以及對(duì)各種數(shù)據(jù)的整理分析和比較,得出輕骨料混凝土渠道溫度較普通混凝土渠道提高2.5℃,普通混凝土渠道凍脹量陰坡最大,陽(yáng)坡最小,渠底介于兩者之間,在2月21日凍脹量達(dá)到最大值,陰坡5.9mm,渠底4.8mm,陽(yáng)坡4.0mm,而輕骨料混凝土渠道基本沒(méi)有發(fā)生凍脹。(2)結(jié)合渠道發(fā)生凍脹破壞的規(guī)律,并且通過(guò)一些合適的假設(shè)和簡(jiǎn)化分析,得到梯形混凝土襯砌渠道的計(jì)算模型,通過(guò)計(jì)算,得到了渠道坡板和渠道底板的凍脹力計(jì)算公式,從而畫出其內(nèi)力圖,得出梯形混凝土襯砌渠道坡板的最易破壞位置在距離渠底1/3處。(3)利用有限元軟件ANSYS對(duì)輕骨料襯砌渠道凍脹過(guò)程進(jìn)行熱-結(jié)構(gòu)耦合數(shù)值模擬分析,通過(guò)對(duì)比輕骨料混凝土模擬和實(shí)測(cè)的溫度場(chǎng)、位移場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng),得出溫度場(chǎng)和位移場(chǎng)在0～500mm處,模擬溫度值和實(shí)測(cè)溫度值基本一致,吻合度較好,但在500～1000mm處,模擬值和實(shí)測(cè)值誤差越來(lái)越大,但從整體的趨勢(shì)看,模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果基本吻合。
【關(guān)鍵詞】：輕骨料混凝土 襯砌渠道 凍脹破壞 力學(xué)模型 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TV544
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-10
• 1 緒論10-20
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外渠道防滲抗凍脹研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 渠道防滲抗防凍脹發(fā)展概述11
• 1.2.2 凍脹理論研究發(fā)展11-12
• 1.2.3 混凝土襯砌渠道防滲抗凍脹措施12-13
• 1.3 混凝土渠道襯砌凍脹機(jī)理概述13-14
• 1.3.1 渠基土的凍脹13
• 1.3.2 混凝土的凍脹破壞13-14
• 1.4 研究浮石輕骨料作為襯砌材料的價(jià)值14-15
• 1.5 襯砌渠道凍脹主要影響因素15-17
• 1.5.1 土質(zhì)因素15
• 1.5.2 水分因素15-16
• 1.5.3 氣溫因素16-17
• 1.6 凍脹預(yù)報(bào)17-18
• 1.6.1 經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ?/span>17-18
• 1.6.2 數(shù)值模擬18
• 1.7 本文研究目的和主要內(nèi)容18-20
• 1.7.1 研究目的18-19
• 1.7.2 研究?jī)?nèi)容19-20
• 2 試驗(yàn)過(guò)程及試驗(yàn)結(jié)果分析20-37
• 2.1 試驗(yàn)區(qū)概述20-21
• 2.2 試驗(yàn)方案21
• 2.3 試驗(yàn)步驟21-35
• 2.3.1 試件制備及主要技術(shù)指標(biāo)21-25
• 2.3.2 渠道襯砌混凝土試塊制作25-26
• 2.3.3 渠道儀器安裝26-28
• 2.3.4 渠道襯砌28
• 2.3.5 觀測(cè)及數(shù)據(jù)分析28-35
• 2.4 浮石輕骨料混凝土抗凍機(jī)理35-36
• 2.5 本章內(nèi)容小結(jié)36-37
• 3 梯形襯砌凍脹破壞力學(xué)模型研究37-44
• 3.1 梯形混凝土襯砌渠道破壞特征37
• 3.2 基本假設(shè)及簡(jiǎn)化37-38
• 3.3 梯形混凝土襯砌渠道內(nèi)力計(jì)算38-41
• 3.3.1 渠道坡板的內(nèi)力計(jì)算38-40
• 3.3.2 渠道底板的內(nèi)力計(jì)算40-41
• 3.4 渠道混凝土襯砌板板厚驗(yàn)算41-42
• 3.5 算例42-43
• 3.6 本章內(nèi)容小結(jié)43-44
• 4 ANSYS數(shù)值模擬44-57
• 4.1 基本假設(shè)44
• 4.2 凍土本構(gòu)方程44-46
• 4.3 熱傳導(dǎo)方程46
• 4.4 模擬過(guò)程46-54
• 4.4.1 有限元模型和單元?jiǎng)澐?/span>48-49
• 4.4.2 參數(shù)確定49
• 4.4.3 溫度場(chǎng)模擬49-51
• 4.4.4 位移場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)模擬51-54
• 4.5 模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果對(duì)比54-56
• 4.5.1 溫度場(chǎng)對(duì)比54-55
• 4.5.2 位移場(chǎng)對(duì)比55-56
• 4.5.3 應(yīng)力場(chǎng)對(duì)比56
• 4.6 本章小結(jié)56-57
• 5 結(jié)論與展望57-58
• 5.1 結(jié)論57
• 5.2 展望57-58
• 致謝58-59
• 參考文獻(xiàn)59-62
• 作者簡(jiǎn)介62

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：輕骨料混凝土襯砌渠道凍脹研究及數(shù)值模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：307876