發(fā)布時(shí)間：2022-02-14 13:20

　　渠道在農(nóng)業(yè)灌溉和長(zhǎng)距離調(diào)水工程中作為首選輸水形式發(fā)揮著重要的作用。但因旱寒區(qū)輸水渠道滲漏與凍脹互為因果形成惡性循環(huán),導(dǎo)致渠道滲漏、凍脹、隆起、架空、失穩(wěn)滑塌等凍融老化破壞普遍且嚴(yán)重,直接影響工程輸水效率及渠道的安全運(yùn)行與效益發(fā)揮。該研究著重從探究渠道凍融破壞機(jī)理而進(jìn)行的室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)原型監(jiān)測(cè)、工程力學(xué)模型、水-熱-力耦合數(shù)值模型及防滲抗凍脹技術(shù)等方面論述了旱寒區(qū)輸水渠道防滲抗凍脹的研究進(jìn)展;在此基礎(chǔ)上,指出了太陽(yáng)輻射、凍融、鹽漬化等復(fù)雜環(huán)境及冬季輸水、水位驟降等運(yùn)行工況下的渠道多場(chǎng)耦合破壞機(jī)理及相應(yīng)的多場(chǎng)耦合數(shù)值模型、襯砌-凍土相互作用模型、失效準(zhǔn)則與設(shè)計(jì)方法、防滲抗凍脹措施標(biāo)準(zhǔn)化及渠道災(zāi)變過(guò)程與防控技術(shù)等渠道防滲抗凍脹有待研究的問(wèn)題和難點(diǎn);探討了完善和提升旱寒區(qū)渠道防滲抗凍脹的設(shè)計(jì)理論與方法、建立全生命周期內(nèi)的災(zāi)變鏈動(dòng)態(tài)演變預(yù)警模型等未來(lái)發(fā)展方向及趨勢(shì),為旱寒區(qū)輸水渠道工程科學(xué)設(shè)計(jì)與安全高效運(yùn)行提供指導(dǎo)。 

【文章來(lái)源】：農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2020,36(22)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：13 頁(yè)

【部分圖文】：

寒區(qū)輸水渠道滲-凍互饋機(jī)制示意圖

王正中[17]根據(jù)渠道凍脹變形分布規(guī)律，將襯砌板簡(jiǎn)化為承受法向凍脹力、法向及切向凍結(jié)力、襯砌間相互約束的兩端簡(jiǎn)支梁。其中法向凍脹力和切向凍結(jié)力沿襯砌線性分布，法向凍脹力在坡頂為0，坡底最大(q0)，底板兩端與臨近坡腳相等；底板上抬產(chǎn)生的頂推力(N)與坡板產(chǎn)生切向凍結(jié)力平衡，坡頂為0，坡腳最大(f0)，底板忽略切向凍結(jié)力，各力間維持靜力平衡極限狀態(tài)，見(jiàn)圖2。針對(duì)水力和抗凍脹性能優(yōu)良的弧底梯形渠道（見(jiàn)圖3），根據(jù)其凍脹變形特征和分布規(guī)律，建立了通用的曲線形渠道凍脹力學(xué)模型[51]。

針對(duì)水力和抗凍脹性能優(yōu)良的弧底梯形渠道（見(jiàn)圖3），根據(jù)其凍脹變形特征和分布規(guī)律，建立了通用的曲線形渠道凍脹力學(xué)模型[51]。上述模型的建立主要基于工程力學(xué)理論，依據(jù)極限平衡法建立襯砌結(jié)構(gòu)的整體受力平衡方程，建立了法向凍脹力與法向、切向凍結(jié)力及約束反力之間的依存關(guān)系，進(jìn)一步計(jì)算出襯砌板上任一點(diǎn)的彎矩、軸力及剪力值。依據(jù)最大拉應(yīng)變準(zhǔn)則建立襯砌板的拉裂破壞判據(jù)，提出了渠道抗凍脹設(shè)計(jì)與強(qiáng)度復(fù)核的定量方法[17]。基于對(duì)上述力學(xué)模型的完善，申向東等[52]建立了預(yù)制混凝土襯砌梯形渠道的力學(xué)模型；孫杲辰等[53]基于斷裂力學(xué)推導(dǎo)了襯砌渠道凍脹破壞的斷裂力學(xué)模型；宋玲等[54]引入樁的抗凍拔驗(yàn)算方法，建立了冬季無(wú)冰蓋輸水渠道的力學(xué)模型。上述力學(xué)模型不僅使寒區(qū)渠道有了量化的設(shè)計(jì)方法，而且揭示了寬淺式渠道抗凍脹的機(jī)理和解除凍結(jié)約束可減小法向凍脹力和凍脹破壞的機(jī)理，為后續(xù)研究奠定了理論基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[6]溫-水-土-結(jié)構(gòu)耦合作用下寒區(qū)梯形襯砌渠道結(jié)構(gòu)形體優(yōu)化[J]. 王羿,劉瑾程,劉銓鴻,王正中.  清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(08)
[7]我國(guó)灌區(qū)建設(shè)及管理技術(shù)發(fā)展成就與展望[J]. 高占義.  水利學(xué)報(bào). 2019(01)
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[10]中國(guó)西北“水三線”空間格局與水資源配置方略[J]. 鄧銘江.  地理學(xué)報(bào). 2018(07)

碩士論文
[1]凍土水熱力三場(chǎng)耦合的襯砌渠道凍脹數(shù)值模擬研究[D]. 王文杰.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3624636