發(fā)布時(shí)間：2020-06-06 22:40

【摘要】：農(nóng)業(yè)水利工程中,渠道是一種主要的輸配水建筑物,但在實(shí)際的工程應(yīng)用中,灌溉渠道工程存在著設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低、施工質(zhì)量較難保證和灌溉水利用效率低等一系列問(wèn)題,建設(shè)安全可靠的輸配水渠系和設(shè)計(jì)合理的渠道結(jié)構(gòu)型式,對(duì)提高農(nóng)業(yè)灌溉用水的有效利用率和發(fā)展我國(guó)節(jié)水農(nóng)業(yè)等具有十分重要的意義。目前矩形、梯形、U形和弧形坡腳梯形、弧底梯形等渠道斷面形式廣泛應(yīng)用于我國(guó)大部分地區(qū),拋物線(xiàn)形渠道由于具有斷面連續(xù)性和水力性能好等優(yōu)點(diǎn),近年來(lái)在我國(guó)渠道襯砌與防滲工程建設(shè)中開(kāi)始推廣應(yīng)用。本文結(jié)合前人研究成果,針對(duì)小型渠道從產(chǎn)品化、標(biāo)準(zhǔn)化層面上提出了裝配式拋物線(xiàn)形混凝土渠道,應(yīng)用灌溉渠道的斷面優(yōu)化方法和結(jié)構(gòu)分析方法,對(duì)裝配式拋物線(xiàn)形混凝土渠道進(jìn)行最優(yōu)結(jié)構(gòu)分析,為拋物線(xiàn)渠道的進(jìn)一步推廣應(yīng)用提供技術(shù)支撐。主要取得了以下研究成果:(1)通過(guò)查閱大量國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料,闡述了確定最優(yōu)混凝土渠道結(jié)構(gòu)型式的意義,分析了國(guó)內(nèi)外渠道襯砌與防滲技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、國(guó)內(nèi)外裝配式混凝土渠道的研究及應(yīng)用情況,總結(jié)了渠道斷面優(yōu)化方法和渠道結(jié)構(gòu)分析方法。(2)建立了以計(jì)算流量與設(shè)計(jì)流量之差最小為目標(biāo)函數(shù)的拋物線(xiàn)形渠道斷面優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,將粒子群算法引入到拋物線(xiàn)形渠道斷面優(yōu)化計(jì)算,以不沖不淤流速和渠道寬深比為約束條件進(jìn)行全局搜索,確定了拋物線(xiàn)形渠道斷面最優(yōu)設(shè)計(jì)的形狀參數(shù)a和設(shè)計(jì)水深h。(3)以陜西省石頭河灌區(qū)五丈源支渠拋物線(xiàn)形混凝土渠道為例,對(duì)其二次拋物線(xiàn)形渠道斷面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。結(jié)果表明,得到滿(mǎn)足約束條件的最優(yōu)方程形狀參數(shù)a為5.06,最優(yōu)設(shè)計(jì)水深h為0.3982m。與原設(shè)計(jì)相比模型計(jì)算所得渠道過(guò)水面積減少了0.1021%,渠道土方量減少了0.5683%,混凝土襯砌量減少了1.8309%,工程占地也隨之減少。(4)提出了裝配式拋物線(xiàn)形混凝土渠道,依據(jù)拋物線(xiàn)形渠道最優(yōu)斷面形式構(gòu)造了裝配式拋物線(xiàn)形混凝土渠道的結(jié)構(gòu)型式,運(yùn)用ABAQUS-6.14有限元分析軟件對(duì)裝配式拋物線(xiàn)形混凝土渠道結(jié)構(gòu)的應(yīng)力場(chǎng)和位移場(chǎng)進(jìn)行了有限元分析,得到了裝配式拋物線(xiàn)形混凝土渠道應(yīng)力場(chǎng)和位移場(chǎng)的分布規(guī)律,對(duì)裝配式拋物線(xiàn)形混凝土襯砌渠道的設(shè)計(jì)具有一定的指導(dǎo)意義。
【圖文】：

-5)1 + (3-6)求得二次拋物線(xiàn)形渠道過(guò)水?dāng)嗝鏉裰転椋? 1 + (3-7)人公式（3-7），再結(jié)合公式（2-3）和（3-5）圖 3-1 渠道斷面示意圖Fig.3-1 Channel cross-section diagram

裝配式拋物線(xiàn)形渠道的特征參數(shù) 裝配式拋物線(xiàn)形渠道的概念裝配式拋物線(xiàn)形渠槽是參照拋物線(xiàn)形渠道最優(yōu)設(shè)計(jì)斷面尺寸構(gòu)造圖生成具體體結(jié)構(gòu)模型，依據(jù)模型大小實(shí)現(xiàn)模具定型，同時(shí)通過(guò)工廠化和預(yù)制化生產(chǎn)的拋道混凝土襯砌構(gòu)件，，其養(yǎng)護(hù)、運(yùn)輸和安裝的變形可忽略不計(jì)。裝配式拋物線(xiàn)形 4-2 所示。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：S277

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2700370