發(fā)布時(shí)間：2021-04-16 10:55

　　寧夏位于季節(jié)凍土區(qū),氣候嚴(yán)寒,因凍脹導(dǎo)致渠道襯砌結(jié)構(gòu)均有不同程度的破壞,因此開展季節(jié)性凍土區(qū)混凝土襯砌渠道的凍脹破壞原型試驗(yàn)具有重要意義。本文以寧夏引黃灌區(qū)內(nèi)小型U形混凝土襯砌渠道為研究對(duì)象,在2017-2018年度布設(shè)兩拼式和多拼式渠道傳統(tǒng)板縫結(jié)構(gòu)和消除板縫影響的無(wú)板縫結(jié)構(gòu)的對(duì)比試驗(yàn),通過(guò)比較兩種結(jié)構(gòu)的法向凍脹力、凍脹量的大小及分布特征,同時(shí)分析渠道各部位剩余凍脹量以及最大凍脹位移與凍脹力、地溫和含水率之間的關(guān)系,探究季節(jié)凍土區(qū)小型U形混凝土襯砌結(jié)構(gòu)板縫對(duì)渠道凍脹變形的影響;在渠道凍脹機(jī)理、凍脹破壞特征和抗拉凍結(jié)強(qiáng)度影響因素分析的基礎(chǔ)上,提出兩拼式渠道傳統(tǒng)板縫結(jié)構(gòu)的法向凍結(jié)力為沿弧板呈三角形分布的荷載,在渠頂為零,渠底達(dá)到最大值,并推導(dǎo)出渠道任意截面切向凍結(jié)力大小的計(jì)算公式,通過(guò)合理簡(jiǎn)化及假設(shè),建立了兩拼U形混凝土襯砌渠道的凍脹破壞力學(xué)模型,不僅能計(jì)算出弧板內(nèi)力、最大彎矩作用點(diǎn),而且可以計(jì)算出渠道所受最大法向凍脹力和最大法向凍結(jié)力,最終通過(guò)算例及原位試驗(yàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證力學(xué)模型的合理性,具體研究結(jié)果如下:（1）小型U形混凝土襯砌渠道在板縫處的凍脹位移差較大,渠道在此處也更容易發(fā)生凍脹破壞... 

【文章來(lái)源】：寧夏大學(xué)寧夏回族自治區(qū) 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１兩拼式渠道結(jié)構(gòu)示意圖

２．３．１試驗(yàn)板縫結(jié)構(gòu)處理方案??本次試驗(yàn)選取四處試驗(yàn)段，分別為兩拼式和多拼式渠道的板縫結(jié)構(gòu)與無(wú)板縫結(jié)構(gòu)，兩種結(jié)構(gòu)??示意圖如圖２－１、２－２所示，試驗(yàn)段選取以２．２節(jié)中標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)，其中板縫結(jié)構(gòu)為未經(jīng)處理的傳統(tǒng)渠??道結(jié)構(gòu)形式，渠段選擇后直接開始布設(shè)試驗(yàn)儀器，而無(wú)板縫結(jié)構(gòu)先用鋼筋連接板縫，后用水泥砂??漿充填孔洞，以達(dá)到最佳消除板縫結(jié)構(gòu)的效果，試驗(yàn)處理如圖２－３所示，在每?jī)蓧K板接縫處的中??點(diǎn)兩側(cè)１０ｍｍ處各鉆直徑為２０ｍｍ、深度為３０ｍｍ的圓孔，插入弓字鋼筋后用水泥砂漿封堵圓孔，??鋼筋長(zhǎng)１２０ｍｍ，直徑１０ｍｍ，兩端彎折角度為％度。兩拼式渠道在每條橫縫加固５根鋼筋，縱??縫加固６根鋼筋。多拼式渠道在每條橫縫和縱縫處均加固１根鋼筋。所有試驗(yàn)段鋼筋加固后，用??水泥砂漿覆蓋并連接，如圖２－４所示，覆蓋厚度達(dá)到鋼筋不掉落即可，水泥砂漿養(yǎng)護(hù)方法選擇灑??水并覆蓋，如圖２－５所示。試驗(yàn)布置完成后至少在冬灌前２８天，冬灌后試驗(yàn)段過(guò)水，開始試驗(yàn)監(jiān)??測(cè)工作

圖２－５水泥砂漿養(yǎng)護(hù)?圖２－６試驗(yàn)段冬灌后??２．３．２試驗(yàn)內(nèi)容??（１）以寧夏引黃灌區(qū)兩拼式和多拼式Ｕ形混凝土襯砌渠道為研究對(duì)象，選擇凍脹典型試驗(yàn)??區(qū)域和符合要求的試驗(yàn)段布置試驗(yàn)并監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括試驗(yàn)段凍脹破壞現(xiàn)象、土壤含水率、土??壤溫度、凍脹量及法向凍脹力。??（２）在２０１７－２０１８年完整凍融期內(nèi)渠道凍脹破壞現(xiàn)象和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，一方面通過(guò)凍脹??量對(duì)比分析板縫結(jié)構(gòu)對(duì)渠道凍脹的影響，利用渠道板縫處位移差分析板縫結(jié)構(gòu)本身和板縫數(shù)量對(duì)??渠道凍脹的影響，另一方面利用Ｏｒｉｇｉｎ軟件對(duì)比分析渠道加固前后渠頂、坡腳和渠底凍脹位移與??各影響因素間的關(guān)系。??（３）以最后一次監(jiān)測(cè)日期內(nèi)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)比分析２０１７－２０１８年凍融期內(nèi)板縫加固前后??渠頂、坡腳和渠底位置的剩余凍脹量。??２．４試驗(yàn)儀器及現(xiàn)場(chǎng)布置??２．４．１試驗(yàn)儀器介紹??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[5]寒冷地區(qū)輸水渠道凍脹破壞鏈?zhǔn)椒治黾皽p災(zāi)研究[J]. 張如意,姜海波,王正成.  冰川凍土. 2016(06)
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博士論文
[1]渠道襯砌凍脹破壞力學(xué)模型及防凍脹結(jié)構(gòu)研究[D]. 李甲林.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2009

碩士論文
[1]考慮接觸力學(xué)行為的U型渠道凍脹數(shù)值模擬與襯砌結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[D]. 高鳳.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2016
[2]寧夏引黃灌區(qū)小型U形混凝土襯砌渠道凍脹監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)分析[D]. 呂步錦.寧夏大學(xué) 2016
[3]U形混凝土渠道凍脹監(jiān)測(cè)試驗(yàn)及其抗凍脹力學(xué)模型探討[D]. 王江偉.寧夏大學(xué) 2016
[4]寧夏引黃灌區(qū)骨干渠道EPS保溫板厚度優(yōu)選試驗(yàn)及數(shù)值模擬研究[D]. 武慧芳.寧夏大學(xué) 2015
[5]小型U形混凝土襯砌渠道凍脹變形試驗(yàn)研究[D]. 李存云.寧夏大學(xué) 2015
[6]玻璃鋼在小型U形渠道中的應(yīng)用研究[D]. 司娜.內(nèi)蒙古科技大學(xué) 2014
[7]寧夏引黃灌區(qū)小型U形渠道抗凍脹試驗(yàn)與襯砌結(jié)構(gòu)研究[D]. 白劍.寧夏大學(xué) 2014
[8]小型U形渠道混凝土襯砌凍脹破壞力學(xué)模型的研究[D]. 李翠玲.寧夏大學(xué) 2014
[9]寒區(qū)混凝土防滲渠道保溫防凍脹措施保溫層合理厚度研究[D]. 劉志斌.石河子大學(xué) 2013



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