聚苯乙烯保溫技術(shù)是近年應(yīng)用漸多的一種寒區(qū)渠道冬季防凍應(yīng)用技術(shù)。參考工程案例,借助ANSYS工程模擬計(jì)算系統(tǒng),圍繞凍深與溫度場、砌襯板上應(yīng)力與應(yīng)變等重點(diǎn)技術(shù)參項(xiàng),對冬季渠道防凍脹聚苯乙烯保溫重點(diǎn)技術(shù)狀態(tài)開展專題數(shù)理模擬分析探究,探究該技術(shù)工程應(yīng)用條件下的凍深與溫度場、砌襯板上應(yīng)力與應(yīng)變的重點(diǎn)技術(shù)狀態(tài)規(guī)律,以期為同類渠道防凍脹應(yīng)用提供研究和技術(shù)參考。 

【文章來源】：水利科技與經(jīng)濟(jì). 2020,26(09)

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

案例輸水渠道局部凍脹損壞

基于防凍脹保溫板新式構(gòu)造的凍深和溫度場分析

在本研究中，通過案例工程的深度剖析，決定分別對輸水和停水這兩種渠道進(jìn)行全面且有效地模擬分析，同時(shí)將非凍土層、凍土層和混凝土砌襯板看作是不可分割的整體。模型構(gòu)建詳見圖2及圖3。渠道基土是透水性較好的粉質(zhì)壤土，渠道所在地的地下水深超過4 m，但地下水影響在輸水渠道凍脹時(shí)可直接忽略，可將總渠道凍脹視為封閉式凍結(jié)系統(tǒng)。兩種計(jì)算模型均以實(shí)體工程規(guī)格為依托，唯一不同在于輸水渠道水體加深了2 m。兩種模型的規(guī)格參數(shù)具體如下:渠道深4.5 m，渠頂部長3 m，Ⅰ區(qū)凍土部分、Ⅱ區(qū)未凍土部分和Ⅲ區(qū)深層土體部分的深度值分別為1.6、4.9及5.5 m。從渠頂?shù)舰髤^(qū)底部的總深度為12 m。由于本工程實(shí)測數(shù)據(jù)不充分，只能參考同類工程的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，并以此作為模型參數(shù)設(shè)置的重要依據(jù)。查閱《凍土物理學(xué)》后進(jìn)一步得知，若渠底和渠坡中部的含水量分別為30%和20%，可將其導(dǎo)熱參數(shù)分別定義為分別是0.57 W及1.10/(m·℃)，之后依照垂向部位坐標(biāo)插值確定出其他部位的導(dǎo)熱常數(shù)，凍土的凍脹常數(shù)為α=-η/t(1/℃)，實(shí)際上是負(fù)的熱膨脹常數(shù)�；炷梁颓愧騾^(qū)未凍土的導(dǎo)熱常數(shù)分別為1.54和0.78 W/(m·℃)，正常情況下，地表5 m深度下的未凍土導(dǎo)熱常數(shù)會(huì)很大。出于深度方面的考量，將Ⅲ區(qū)未凍土體看作是導(dǎo)熱常數(shù)較大的深層土，并將其值設(shè)定為λb=4.7 W/(m·℃)。渠道上下邊界的溫度分別設(shè)定為10℃和11℃，在渠道水溫基本平穩(wěn)的情況下，溫度演變介于0.5～1.7℃區(qū)間。在本研究中，將渠內(nèi)水溫?cái)M定為1℃，此時(shí)因?yàn)椴粫?huì)結(jié)冰，也就不會(huì)形成冰壓力。渠道兩側(cè)邊界只對X方向施壓，底部則同時(shí)對X及Y方向施壓。凍土的物理力學(xué)參數(shù)見表1，渠道土體和其他材料物理力學(xué)參數(shù)見表2。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]季節(jié)性凍土區(qū)冬季輸水渠道新式防凍脹結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬[J]. 魏鵬,宋玲,陳瑞考,杜民瑞.  石河子大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(03)

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]渠道保溫板的優(yōu)化及抗凍脹輔助設(shè)計(jì)軟件的研究[D]. 高蘭蘭.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2014
[3]渠道襯砌聚苯乙烯保溫板防凍脹效果數(shù)值模擬[D]. 郭婧.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3560075