本文關(guān)鍵詞：小型U形混凝土襯砌渠道凍脹變形試驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：水資源短缺已嚴重影響到寧夏社會經(jīng)濟的可持續(xù)性發(fā)展,加之用水結(jié)構(gòu)分布不合理,水資源浪費嚴重,致使寧夏水資源供需矛盾更為尖銳。為實現(xiàn)“十二五”末全區(qū)灌溉水有效利用率達到0.5以上的目標要求,寧夏的高標準農(nóng)田建設(shè)項目范圍迅速擴大,農(nóng)田水利建設(shè)步伐明顯加快,灌區(qū)輸配水渠道防滲襯砌率逐步提高。根據(jù)實地調(diào)研,寧夏各灌區(qū)渠道絕大部分采取混凝土結(jié)構(gòu)進行防滲襯砌。其中斗、農(nóng)級渠系采取小型U形混凝土襯砌結(jié)構(gòu)者居多,主要襯砌結(jié)構(gòu)形式有整體式U形、兩拼式U形和多拼式U形。由于寧夏地處季節(jié)性凍土區(qū),渠道襯砌結(jié)構(gòu)在越冬過程中凍脹破壞現(xiàn)象十分突出。然而,當前大量的渠道襯砌結(jié)構(gòu)的凍脹問題的研究成果主要集中于大中型骨干渠道上,這些成果并不完全適合斷面尺寸較小、階段性過水的小型U形渠道。本文通過現(xiàn)場原位觀測試驗及理論分析,對寧夏各灌區(qū)分布廣泛的小型U形渠道混凝土襯砌結(jié)構(gòu)的凍融變形及破壞特征等問題展開研究,最后根據(jù)試驗數(shù)據(jù)及調(diào)研結(jié)果,探索性提出預(yù)制裝配式渡槽型農(nóng)渠設(shè)計方法。本文的主要結(jié)論有：(1)小型U形渠道混凝土襯砌結(jié)構(gòu)整體抗凍脹性能較高,且U形渠道斷面尺寸越小,襯砌結(jié)構(gòu)分縫越少,其凍脹變形越小,凍脹位移分布越均勻連續(xù)。襯砌結(jié)構(gòu)陽坡凍脹位移大于陰坡的,向陰坡偏轉(zhuǎn)趨勢顯著。同時,襯砌結(jié)構(gòu)凍脹位移與剛性連接縫及錯縫的位置有較密切關(guān)聯(lián)。(2)凍融期內(nèi),渠基土的水分重分布特征明顯。融化后土壤含水率小于凍結(jié)前的土壤含水率,且含水率分布比凍結(jié)前的要均勻。(3)板下地溫與渠基土之間無顯著的相關(guān)性,地溫短時驟變對凍深的影響不大。但凍深受極值負積溫的影響很大。(4)凍融循環(huán)期內(nèi),板下地溫值與氣溫變化、觀測深度、觀測時段均有關(guān)。板下30cm以下深度,地溫值受極值負積溫積累影響較大,不同深度處的地溫值與極值負積溫之間的關(guān)系有明顯的區(qū)別；且地溫與凍融歷時時間呈較好的二次函數(shù)關(guān)系。在此深度范圍內(nèi),上午9點左右觀測時,陽坡地溫值低于陰坡；下午2點觀測時,陽坡地溫值高于陰坡。板下30cm深度范圍內(nèi),地溫與均溫之間不存在較顯著的相關(guān)關(guān)系。依據(jù)所繪制的地溫變化特征曲線可知,在襯砌板下30cm深度附近存在準恒地溫層。同時板下地溫值受渠基土含水率、渠道斷面尺寸影響顯著。(5)小型U形渠道混凝土襯砌結(jié)構(gòu)凍脹變形觀測結(jié)果顯示,既有橫向凍脹位移,又有縱向凍脹變形。襯砌結(jié)構(gòu)的分縫數(shù)目越少,整體性抗凍脹能力越強。整理了兩年的監(jiān)測數(shù)據(jù)并進行相關(guān)分析后認為,襯砌結(jié)構(gòu)凍脹位移與極值負積溫、地溫及渠基土凍深之間存在顯著地多元線性相關(guān)性。(6)本文提出的預(yù)制裝配式渡槽型農(nóng)渠作為一種新型末級渠系設(shè)計方法是合理的,滿足工程建設(shè)的經(jīng)濟技術(shù)要求。
【關(guān)鍵詞】：小型U形渠道 襯砌結(jié)構(gòu) 凍脹位移 地溫分布 凍脹影響因素 結(jié)構(gòu)設(shè)計
【學位授予單位】：寧夏大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TV698.26;TV672
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 引言9-20
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.1.1 研究背景9-10
• 1.1.2 研究對象10
• 1.1.3 研究意義10
• 1.2 國內(nèi)外渠道襯砌凍融變形研究現(xiàn)狀10-16
• 1.2.1 渠道凍融變形特征研究進展11-12
• 1.2.2 巖土凍脹機理研究進展12-13
• 1.2.3 渠道襯砌凍脹試驗研究進展13-14
• 1.2.4 渠道襯砌數(shù)值模擬試驗研究進展14-15
• 1.2.5 U形混凝土襯砌渠道凍脹力學模型15
• 1.2.6 混凝土襯砌渠道防凍脹技術(shù)措施應(yīng)用狀況15-16
• 1.3 凍脹變形研究存在的問題及發(fā)展趨勢16-17
• 1.3.1 引發(fā)凍脹變形的因素及之間的關(guān)系16
• 1.3.2 渠道襯砌結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計思想16-17
• 1.3.3 渠道襯砌施工質(zhì)量及管理17
• 1.4 小型U形混凝土襯砌渠道凍脹變形研究的目標及內(nèi)容17-18
• 1.4.1 研究目標17-18
• 1.4.2 研究內(nèi)容18
• 1.5 研究的方法及技術(shù)方案18
• 1.5.1 研究方法18
• 1.5.2 研究技術(shù)方案18
• 1.6 本章小結(jié)18-20
• 第二章 原型試驗條件及實施方案20-28
• 2.1 原型監(jiān)測試驗區(qū)自然概況20-21
• 2.1.1 試驗區(qū)地理環(huán)境20
• 2.1.2 試驗區(qū)氣候條件20-21
• 2.1.3 試驗區(qū)地形、地貌及土壤21
• 2.1.4 試驗區(qū)灌溉特點及水資源情況21
• 2.2 試驗段基本條件21-24
• 2.2.1 典型試驗段渠道基本情況21-22
• 2.2.2 試驗段渠道水力要素22-23
• 2.2.3 試驗段渠床土壤水分分布狀況23-24
• 2.3 原型監(jiān)測試驗方案24-27
• 2.3.1 原型監(jiān)測試驗主要內(nèi)容24-25
• 2.3.2 原型監(jiān)測試驗儀器及現(xiàn)場布置25
• 2.3.3 原型監(jiān)測試驗實施過程25-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第三章 凍融期內(nèi)小型U形混凝土襯砌渠道板下地溫分布特征28-41
• 3.1 氣溫與板下地溫歷時變化規(guī)律28-33
• 3.1.1 地溫與凍融時間的關(guān)系29
• 3.1.2 地溫與觀測深度的關(guān)系29-30
• 3.1.3 地溫與陰陽坡面的關(guān)系30-33
• 3.2 板下地溫與極值平均氣溫之間的關(guān)系33
• 3.3 板下地溫與極值負積溫之間的關(guān)系33-35
• 3.4 板下地溫與渠床土壤含水率的關(guān)系35-37
• 3.5 板下地溫與凍深之間的關(guān)系37-39
• 3.6 本章小結(jié)39-41
• 第四章 凍融期內(nèi)小型U形混凝土襯砌渠道凍脹位移分布特征41-48
• 4.1 整體式U形試驗段襯砌渠道凍脹變形特征42-44
• 4.1.1 整體式U形襯砌渠道縱向凍脹變形特征42-43
• 4.1.2 整體式U形襯砌渠道橫向凍脹變形特征43-44
• 4.2 兩拼式U形試驗段襯砌渠道凍脹變形特征44-45
• 4.2.1 兩拼式U形襯砌渠道縱向凍脹變形特征44
• 4.2.2 兩拼式U形襯砌渠道橫向凍脹變形特征44-45
• 4.3 多拼式U形試驗段襯砌渠道凍脹變形特征45-47
• 4.3.1 多拼式U形襯砌渠道縱向凍脹變形特征46
• 4.3.2 多拼式U形襯砌渠道橫向凍脹變形特征46-47
• 4.4 本章小結(jié)47-48
• 第五章 小型U形混凝土襯砌結(jié)構(gòu)凍脹影響因素分析48-59
• 5.1 襯砌結(jié)構(gòu)凍脹位移與渠床土含水率之間的關(guān)系48
• 5.2 襯砌結(jié)構(gòu)凍脹位移與極值負積溫之間的關(guān)系48-50
• 5.3 襯砌結(jié)構(gòu)凍脹位移與板下地溫之間的關(guān)系50-51
• 5.4 襯砌結(jié)構(gòu)凍脹位移與凍深之間的關(guān)系51-53
• 5.4.1 整體式U形襯砌結(jié)構(gòu)凍脹位移與凍深之間的關(guān)系51-52
• 5.4.2 兩拼式U形襯砌結(jié)構(gòu)凍脹位移與凍深之間的關(guān)系52-53
• 5.5 襯砌結(jié)構(gòu)凍脹位移與各因素之間的多元線性相關(guān)關(guān)系53-57
• 5.5.1 模型建立53
• 5.5.2 回歸分析53-55
• 5.5.3 系數(shù)綜合化55-56
• 5.5.4 回歸效果顯著性檢驗56-57
• 5.6 襯砌結(jié)構(gòu)凍脹位移與各因素之間的多元非性相關(guān)關(guān)系57-58
• 5.7 本章小結(jié)58-59
• 第六章 考慮雙向凍脹變形的農(nóng)渠U形襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計59-64
• 6.1 設(shè)計理念及其施工要點59-61
• 6.1.1 設(shè)計理念59
• 6.1.2 渠道結(jié)構(gòu)及細部構(gòu)造59-61
• 6.1.3 渠道設(shè)計要點61
• 6.1.4 渠道施工要點61
• 6.2 設(shè)計渠道的實用性分析61-63
• 6.2.1 功能實現(xiàn)與防滲效果分析62
• 6.2.2 適用范圍及經(jīng)濟性分析62-63
• 6.3 本章小結(jié)63-64
• 第七章 結(jié)論與展望64-66
• 7.1 研究結(jié)論64-65
• 7.2 研究存在的問題及展望65-66
• 參考文獻66-72
• 致謝72-73
• 個人簡介73

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：小型U形混凝土襯砌渠道凍脹變形試驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：329022