隨著城市供水與生態(tài)需水要求的提高,寒冷地區(qū)輸水渠道冬季運(yùn)行成為常態(tài),目前冬季運(yùn)行渠道抗冰凍破壞尚無評(píng)價(jià)準(zhǔn)則與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。針對(duì)此,基于冬季不輸水渠道襯砌結(jié)構(gòu)凍脹破壞的彈性地基梁模型,考慮冰推力、冰約束及渠基土凍脹力對(duì)結(jié)構(gòu)的共同作用,在結(jié)構(gòu)破壞的極限平衡狀態(tài)下,推導(dǎo)得到冬季輸水渠道冰蓋運(yùn)行工況下襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算、應(yīng)力計(jì)算及抗裂準(zhǔn)則的解析表達(dá)式。通過靜冰荷載影響系數(shù)、靜水壓力影響系數(shù)和冰凍荷載耦合系數(shù)的變化,可統(tǒng)一冬季有無冰蓋輸水及停水3種典型工況下襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力、應(yīng)力分布計(jì)算,進(jìn)一步提出寒區(qū)襯砌渠道冰-凍破壞統(tǒng)一力學(xué)模型。以新疆某梯形渠道為研究原型,通過對(duì)襯砌坡板內(nèi)力、應(yīng)力及冰拔力計(jì)算分析,得到冰-凍破壞截面位置和各截面受力的分布規(guī)律。對(duì)無冰蓋輸水、帶冰蓋輸水和無冰蓋不輸水3種典型梯形渠道力學(xué)模型進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算對(duì)比分析表明,截面最大拉應(yīng)力極大值分別為4.186、2.447和2.208 MPa,冬季無冰蓋輸水渠道冰凍破壞最嚴(yán)重（控制工況）,無冰蓋不輸水冰凍破壞最輕,而冰蓋運(yùn)行介于兩者中間,三者冰凍破壞規(guī)律差異較大。因此,在冬季輸水襯砌渠道抗冰-凍設(shè)計(jì)中建議綜合考慮3種典型工況,并按其破壞規(guī)律和... 

【文章來源】：農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2020,36(01)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

冬季冰蓋輸水渠道冰凍破壞圖

式中τ為切向凍結(jié)力，MPa;x為襯砌板各點(diǎn)的坐標(biāo)（坐標(biāo)見圖2e),m;c1、m1為與土質(zhì)相關(guān)的系數(shù)，c1=0.3×10-3～0.6×10-3 MPa,m1=0.4×10-3～1.5×10-3 MPa/℃；T為負(fù)溫值，℃；l1為受凍區(qū)坡板長，m。2.2.3 冰蓋自重及分力作用計(jì)算

以新疆瑪納斯河引水電站某梯形襯砌渠道為例，該地區(qū)屬溫帶大陸性氣候，越冬期日均最低氣溫約為-19℃。混凝土襯砌坡板厚度為0.20 m，強(qiáng)度等級(jí)為C20，渠基土為壤土�？紤]冰層升溫膨脹時(shí)，水平方向作用于寬長建筑物上的靜冰壓力Pi值可參考規(guī)范[25]，本算例屬中小型渠道，符合寬長建筑物計(jì)算要求，故采用式（9）中靜冰壓力計(jì)算方法是偏安全的。渠道尺寸見圖3。本文參數(shù)取自相關(guān)文獻(xiàn)和規(guī)范，見表1。將該地區(qū)越冬期月最大累積負(fù)溫進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，使用冰凍度-日法得出冰蓋厚度[17,30]，并驗(yàn)算該渠道是否發(fā)生冰-凍破壞。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]北方寒區(qū)灌渠襯砌基體土凍脹性能研究[D]. 葛建銳.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3615565