基土
- 補水方式對灌溉渠道渠基土凍脹特征的影響
前，可以用于渠道基土和襯砌結構數值模擬分析的軟件較多，ABAQUS、ANSYS 等都是應用比較廣泛的有限元軟件。其中，ANSYS軟件由美國ANSYS公司開發，可以用于襯砌結構渠道的水熱力三場耦合分析，將較為復雜的渠基土凍脹物理因素影響轉變為比較簡單的靜力學分析。因此，此次研究選擇該軟件進行有限元計算模型的構建[1]。此次研究以遼寧省沈陽市某灌溉渠道為背景進行有限元模型的構建。該段渠道為梯形斷面，具體尺寸為底寬0.8 m、渠深1.0 m，渠坡坡比為1∶0.8
水利科學與寒區工程 2023年9期2023-10-10
- 整體式U 型混凝土渠道襯砌-凍土接觸模型
用下向冷端遷移使基土發生凍脹現象[1-2]。渠道襯砌對基土的不均勻凍脹變形產生約束，進而在襯砌與基土之間產生凍脹力，是導致襯砌破壞的主要原因[3]；混凝土襯砌自身的抗拉和抗彎能力較差也使其易受到破壞[4-5]。以往許多研究在模擬與分析渠道凍脹破壞時，將渠道凍脹模型中的襯砌與基土看作整體，忽略了兩者接觸面間存在的相互作用[6-9]。王羿等[10]通過室內渠道凍脹試驗發現渠基土凍脹量與襯砌位移不匹配，基土與襯砌間存在分凝冰層及脫空現象；孫厚超等[11-12]通
農業工程學報 2023年9期2023-07-14
- 河道堤防加固技術研究
土質強度。堤防地基土質尤其是靠河水內側，因為長期被侵泡，會形成淤泥、黏性較大的軟土性質，必須大幅度提升其強度，才能保證堤防穩固，保障安全。加固方法是加入粉土或回填土，從而減少土質結構中的含水量和土質黏性。但是從加固的過程來看，原黏性土質中的水分無法快速排出，同時在使用粉土和回填土的過程中，一方面要精準地控制比例，另一方面，無法大幅度提升強度。針對上述問題，該文在傳統的粉土、回填土摻入加固的基礎上，以排水板插入作為加固骨架。因排水板為塑料材質，從而可以大幅度
中國新技術新產品 2023年5期2023-06-07
- 氣泡混合輕質土對寒區渠道防凍脹的作用和厚度優化
下鋪設保溫板及渠基土的固化和換填等，但是缺乏新材料的探索和應用[2]?；诖?，此次研究主要探討氣泡混合輕質土在渠道防凍脹領域的工程價值，具有重要的工程價值和作用。1 氣泡混合輕質土1.1 材料特性與工程價值氣泡混合輕質土屬于一種新型人工制作材料，主要特點：由于氣泡混合輕質土中含有大量的微小氣泡群，因此，容重與普通土體相比要小很多，同時還可以通過對各種組分配合比的設計，將其強度調節在0.5～5.0 MPa之間；由于氣泡混合輕質土中使用水泥作為固化劑，因此，在
東北水利水電 2022年11期2022-11-23
- 基于土體孔隙介質的高速公路拓寬新路基沉降分析
分為淤泥質粉土地基土、粉土地基土、亞砂地基土，具有明顯的土體層次結構。其中，淤泥質粉土地基土屬于軟土，表層厚度為2.40～3.50 m，其塑性指數為5.0；粉土地基土不屬于軟土，表層厚度為0.80～3.40 m，其塑性指數為3.3；亞砂地基土不屬于軟土，表層厚度為0.80～2.30 m，其塑性指數為4.0。在此基礎上，在區域內排水采用初期支護和巖面間設置環向50 mm的排水半管將水流引至墻角，并與墻角縱向100 mm的高密度聚乙烯（High Density
企業科技與發展 2022年7期2022-11-17
- 揚黃渠道凍脹破壞的原因及預防措施研究
地均為農田，渠道基土含水量大，導致混凝土板的填縫混凝土出現開裂、混凝土板隆起、板間架空、混凝土板錯位、滑塌等凍脹破壞現象比較嚴重。據統計固海渠道因凍脹造成混凝土板的隆起、架空和滑塌等破壞現象約占渠道破壞總數的82%，局部邊坡混凝土板整體滑塌不能正常輸水的現象時有發生。許多學者對旱寒區渠道襯砌工程的凍脹破壞進行大量研究，王正中等［1］從工程力學和水—熱—力耦合的數值模型研究凍融破壞機理和抗凍脹技術；葛建銳等［2］利用彈性地基梁治理渠道破壞；王希堯［3］、孫杲
中國農村水利水電 2022年9期2022-09-24
- 渠內水對寒旱區渠基土凍結過程影響的試驗研究
受地下水的影響，基土含水率逐漸增高，在凍結作用中渠道基土發生凍脹，造成輸水襯砌渠道破壞，不僅浪費了水資源，威脅工程的安全運行，還對國民經濟造成了巨大的損失.從19世紀20年代開始，人們對土體凍脹進行研究[1]，毛細理論[2]和凍結緣理論[3]的提出為后續研究奠定了理論基礎.LI等[4-5]采用數值模擬、原位監測的方式，對渠道凍脹過程中的溫度場和水分場進行了研究；周家作等[6]提出土體在凍結過程中因地下水埋藏較淺而存在明顯的水分遷移和補給，稱為開放系統條件下
排灌機械工程學報 2022年4期2022-04-25
- 寒冷地區渠道混凝土凍脹破壞的原因及防治措施研究
相關因素1.1 基土含水率對凍脹的影響基土土體中的水分遷移及對土體的凍脹力大小，受渠道基土所在地區位置的溫度、環境等影響。通常情況下，如果基土中的初始含水量超過凍脹最低含水量時，渠道所受到的法向凍脹力會隨著基土中的初始含水量大小而變化，通過大量的研究和實測數據可知，在特定溫度下條件，當基土中的初始含水量超過凍脹最低含水量時，基土即出現凍脹。根據灌區實測資料顯示[3]，當渠道停止行水后，渠床底100 cm內基土的含水率約為26.5%～29.8%，遠超過凍脹最
水利科學與寒區工程 2021年6期2021-12-22
- 渠基土室內換填凍脹試驗
1]，導致每年渠基土凍脹程度不盡相同，混凝土襯砌板經過反復不均勻凍脹、沉降之后，產生裂縫、抬起等破壞。GRAHAMJ等[2]針對渠道凍脹破壞問題進行了渠基土試驗，指出渠基土經過一個凍融循環周期后，土體原有結構有很大程度的破壞。持續負溫、充足孔隙水是凍脹敏感性土體發生凍脹破壞必不可少的條件[3]。目前，渠道防凍脹措施主要針對水分和溫度進行控制，換填法是當前渠道防凍脹有效措施之一[4]。換填法是將渠基原有的凍脹敏感性土，部分或全部替換成弱凍脹性或無凍脹性土，減
沈陽農業大學學報 2021年5期2021-12-09
- 建平縣老官地灌區U 型槽渠道凍害產生原因及防護措施
槽渠道極易與渠床基土凍結粘連成一體?；炷罸 型槽渠道既承受著凍結力，又承受著凍脹力、拉應力。如果這些應力值大于混凝土U 型槽渠道在低溫下的極限應力時，極易對U 型槽產生破壞。1.2 產生架空隆起。在地下水位較高一些的渠段，若水位上升，渠床基土產生凍脹，造成U 型槽大幅度隆起、架空。問題一般發生在渠道坡腳或渠底中部等。1.3 產生滑塌破壞?；绞街饕袃煞N：首先是凍脹引起U 型槽隆起架空后造成坡腳支承受到破壞，U型槽墊層穩定平衡失去，基土融化后U 型槽順
現代農村科技 2021年4期2021-12-06
- 淺議寶雞峽東五支渠道襯砌工程抗凍脹設計及治理措施
，為防御襯砌渠道基土受其凍脹而破壞，須進行抗凍脹設計。2 灌區東五支渠道抗凍脹設計2.1 抗凍脹設計常用參數2.1.1 標準凍深H0標準凍深即工程所在地區氣象臺站的多年凍深平均值，該區域標準凍深H0=18 cm。2.1.2 設計凍深Hd根據《渠系工程抗凍脹設計規范》(SL23—91)第2.1.3條中的式(1)設計凍深。Hd=KP·Kd·K2·H0(1)式中：Hd為工程設計凍深；KP為頻率模比系數，由《渠系工程抗凍脹設計規范》中的圖2.1.4 KP～H0關系
地下水 2021年5期2021-11-10
- 西北寒旱區渠道新型防凍防滲結構研究
渠道襯砌結構與渠基土發生熱量交換，當渠基土的溫度達到凍結溫度時，渠基土發生凍結膨脹[2]。隨著渠基土的進一步凍結膨脹，當渠基土的凍脹力大于渠道襯砌結構的約束力時，渠道的襯砌結構將發生凍脹隆起。當氣溫回升后，隨著渠基土水分的融化、蒸發流失，渠道的襯砌結構會塌陷變形，同時由于凍脹破壞了渠道襯砌結構之間的粘聚力和摩擦力，從而渠坡面的混凝土預制板出現了滑移，渠道襯砌結構遭受破壞[3- 4]。此外，渠道凍脹量主要出現在渠道基底中部和渠坡面的1/3處，當水渠渠道走向出
水利技術監督 2021年9期2021-10-22
- 砂卵石換填對渠道襯砌抗凍脹效果影響的試驗研究
用砂卵石換填渠道基土，提高渠道抗凍脹性能?；诖?，此次研究通過現場試驗的方式，分析和探討砂卵石換填對渠道襯砌抗凍脹效果影響，給工程優化設計提供支持。1 試驗設計1.1 試驗段選擇試驗中選擇陳杖子灌區2#支渠Z0+000～Z0+100段作為試驗段。該段渠道采用的是現澆型混凝土襯砌渠道，渠道斷面為梯形設計，邊坡坡度為1.5，渠底寬2.0 m，渠深1.5 m。渠道的基土土質為粉質壤土，地下水位在渠道底板以下0.2 m 部位。1.2 試驗目的根據寒區工程的特點以及
水利科學與寒區工程 2021年5期2021-10-21
- 凍融過程對高寒區渠道基土力學特性的影響
學者對膨脹性渠道基土的物理力學特性展開了探索，取得了一定的成果?？娏植萚3]對膨脹土的水分遷移特性進行了試驗研究，認為干濕循環次數對無荷狀態下的膨脹土水分遷移特性影響較大，膨脹土的水分遷移特性與其初始應力狀態相關。在此基礎上，Miao等[4]探討了膨脹性渠道基土力學特性與微觀結構之間的關系，認為土體剪切過程中大孔隙變化存在一定的變化規律。陳善雄等[5]開展了弱、中膨脹土的物理力學特性試驗，發現中膨脹土吸水膨脹后軟化明顯，弱膨脹土的壓實含水率應按最優含水率
農業工程學報 2021年14期2021-10-12
- 基于AKIMA插值法的整體式U形渠道溫度場數值模擬
U形混凝土渠道渠基土溫度場的分布和變化特征，為整體式U形混凝土渠道的抗凍脹工程提供理論依據。依據寧夏青銅峽市邵崗鎮沙湖村進行的整體式U形混凝土襯砌渠道的原型觀測試驗結果，采用AKIMA插值法對各部位渠基土的溫度梯度進行了計算，再利用有限元軟件ANSYS對渠基土的溫度場及溫度梯度進行了數值模擬。渠道陰坡溫度低于陽坡溫度，其產生凍脹時間更早、凍結深度更大。在2月初氣溫回暖時，地溫開始逐步升高。不同位置襯砌板下土體的溫度梯度變化規律基本相同，均隨土體深度的增加而
灌溉排水學報 2021年8期2021-09-02
- 毛細透排水帶在渠道防凍脹中的應用
性地下水影響渠道基土凍脹突出，渠道混凝土襯砌板在基土凍融的影響下發生凍脹破壞。為了減小渠道的凍脹破壞，采取在渠道的邊坡上鋪設聚苯乙烯保溫板[1]和渠道邊坡換填沙礫石防凍層的方法，對基土的排水主要有渠底埋設排水暗管和渠坡沙礫石反濾層內埋設排水暗管等措施。而渠道鋪設保溫板后地下水無法排出，導致渠道混凝土板的凍脹再次發生。對于換填沙礫石，由于渠道邊坡較陡，沙礫石換填級配難控制，大料滑向底部，邊坡的凍脹難以清除；埋設的排水暗管容易發生堵塞等現象，均達不到預期防凍脹
寧夏工程技術 2021年2期2021-07-30
- 苯板厚度對混凝土襯砌渠道基土凍脹的影響
為1.43 m，基土凍脹量在12～14 cm。開原灌區城郊干渠屬于中小混凝土襯砌渠道，下水埋深隨季節有較大變幅，封凍前地下水位埋深為0.83 m，秋澆后水位急劇上升。凍脹試驗場位于開原灌區城郊干渠二閘西南方向6+400 處，設置6 個不同厚度（1.5～9.0 cm）苯板處理，另設置1 個對照組（無保溫處理）。每個試塊面積均為5 m×5 m，試塊上均砌筑8 cm 混凝土砌塊。試驗觀測期為2017 年11 月至2019 年5月，共2 個完整凍融周期。觀測內容包
東北水利水電 2021年4期2021-04-20
- 考慮冰蓋生消和冰-結構-凍土協同作用的渠道彈性地基梁模型
分遷移等條件下渠基土發生凍脹，但受襯砌結構對其約束作用時會產生凍脹荷載；當襯砌結構產生冰-凍位移且變形程度增強或減小時，相應地表現為對基土約束作用的削減和加強（即對冰蓋約束作用的加強和削減）。在冰-結構-凍土間的3個耦合過程相互影響下達到極限平衡狀態，最終得到冰-結構-凍土耦合作用下渠道襯砌結構的實際冰-凍位移（如圖1）。綜上，本研究根據冰蓋生消過程3個階段，通過建立并求解地基梁的撓曲線微分方程進而探明冰-凍荷載作用襯砌結構的實際變形分布，建立方程之前需先
水利學報 2021年2期2021-03-30
- 考慮基土不均勻凍脹的梯形渠道混凝土襯砌彈性地基梁力學模型
化建，王正中考慮基土不均勻凍脹的梯形渠道混凝土襯砌彈性地基梁力學模型李宗利1,2，姚希望1，張 銳1，邵化建1，王正中1,2（1. 西北農林科技大學水利與建筑工程學院，楊凌 712100；2. 西北農林科技大學旱區農業水土工程教育部重點實驗室，楊凌 712100）為了探究寒區高地下水位引起基土和襯砌板耦合非均勻變形對梯形渠道襯砌內力變化影響規律，該研究在前期提出的彈性地基梁模型基礎上，將襯砌板與基土相互作用效應分解為基土不均勻自由凍脹位移、襯砌板受到凍土反
農業工程學報 2020年21期2021-01-14
- 擠塑聚苯板對混凝土襯砌渠道防凍性能的影響
方季節性凍土區渠基土凍脹破壞極為廣泛，灌渠滲水現象較為嚴重[3]。因此，渠道凍脹防治是提高灌溉水利用率的有效措施。國內外學者針對灌渠凍脹破壞問題做了大量研究，趙彥琳[4]通過試驗觀測了隨溫度改變土體凍脹量和凍脹力的變化趨勢，按瞬態模式對模型施加溫度荷載，發現玻璃鋼襯砌渠道穩定性和整體性較強；吉曄[5]將凍土視為橫觀各向同性線彈性材料，對東港地區渠道的凍脹破壞進行了詳細分析。劉群昌[6]選用柔性增強涂層與瀝青混凝土兩種抗凍材料，建立了渠道模型對混凝土襯砌進行
水利科學與寒區工程 2020年6期2020-12-28
- 鹽環定揚水干渠凍脹原型試驗觀測與防治措施
因，對渠道周邊的基土和地下水取樣化驗，結果顯示，土體母質中含有大量的硫酸鹽和氯化物，地下水中鹽分含量也較高，渠道滲漏和地下水補給使得有害物質溶解于水后直接入侵混凝土板，造成混凝土強度降低[2]。進一步分析，除有害離子對混凝土產生腐蝕破壞外，凍脹是引起混凝土預制板隆起架空的主要原因。三道井襯砌渠道破壞現狀見圖1。為了掌握凍脹破壞程度，提出更新改造措施，選取2 km渠道作為試驗段，開展凍脹試驗觀測。圖1 襯砌渠道破壞現狀水利工程中的凍土與凍害防治研究始于20世
水利水電科技進展 2020年6期2020-12-10
- 渠道混凝土凍脹破壞的原因及防治措施研究
破壞。1.3 渠基土凍融破壞①混凝土板裂縫及鼓脹現象。在寒冷的冬季條件下，混凝土板與渠床基土會在凍結作用下成為整體，在此情況下則會受到較多作用力影響，比如混凝土的收縮作用、凍結作用、凍脹作用等，這些作用比混凝土板的低溫狀態可承受極限壓力更大的情況下，混凝土板容易發生裂縫及鼓脹情況，導致渠基土含水量有所增加，連年凍融效果下，裂縫問題會一年比一年更大，在寬度上增大的極為明顯；②架空隆起。在渠道中，地下水位比較高的渠段，會因為地下水與基土的距離比較小，導致凍脹量
珠江水運 2020年13期2020-11-30
- U形渠道凍脹監測試驗研究
式襯砌，試驗段渠基土測試結果表明，土壤中直徑在0.1 mm～0.5 mm的顆粒在總含量中占比85.4%，根據《土工試驗方法標準》（GB/T 50123-1999）可以判定區域土壤為級配不良級細砂。渠道所在區域主要表現為泄湖相沉積，水質條件不良，地下水平均埋深1.6 m，水礦化度較高。新疆溫宿縣灌區農田水利基本建設項目區內年平均氣溫7.9℃，1月～2月為最冷時段，該時段內平均氣溫為-7.8℃，極端最低溫度為-24.9℃，日照時間長，農業發展主要以人為灌溉方式
陜西水利 2020年5期2020-08-17
- 季節性凍土區渠道襯砌防凍脹措施試驗研究
輸水渠道襯砌易受基土凍融循環作用產生破壞，影響防滲效果，造成大量水資源的嚴重浪費。2 渠道襯砌防凍脹措施研究現狀在渠道防凍脹措施研究方面，目前主要集中在選擇合理襯砌結構、材料、斷面形式，同時應用換填、隔熱、保溫等削減或適應凍脹的措施[4-9]。如楊洪文[10]通過試驗指出置換措施受田間回歸水影響，置換層易被細顆粒淤塞而縮短工程壽命，且造價較高。張欣[11]等通過試驗證明，苯板可提高渠基土溫度，減小凍脹量，并建議鋪設苯板厚度不低于6 cm，陽坡部位鋪設厚度可
水利科技與經濟 2020年4期2020-04-28
- 高寒區供水渠道凍害機理分析及防治措施研究
，渠中水會滲入渠基土體中，造成渠基土含水量增高或處于飽和狀態。眾所周知，水的密度為1.00 g/cm3，而冰的密度為0.92 g/cm3，如果氣溫降低至使渠基土水混合物凍結時，就會發生體積膨脹，這種現象稱為土的凍脹。如果渠基土表面沒有約束，則凍脹后地面后會升高，通常把土體凍脹前和凍脹后地面的高差值稱為凍脹量。渠道襯砌大多采用現澆混凝土襯砌或預制混凝土襯砌，一般認為混凝土結構為剛性結構，會對土體的凍脹產生一定的約束，從而導致凍脹的土體發生膨脹力，而混凝土結構
水利科學與寒區工程 2020年1期2020-04-24
- 擠塑聚苯板在混凝土襯砌渠道凍脹防治中的應用
產生的凍脹量和渠基土的凍結深度進行比對分析，得出擠塑聚苯板的保溫作用原理，推測選用5 cm擠塑聚苯板對該灌渠進行凍脹防治已滿足工程要求。本研究加入了瞬態溫度場計算，這一方案具有一定的先進性，可為今后混凝土襯砌渠道凍脹防治研究提供參考?；炷烈r砌渠道; 凍脹防治; 數值模擬; 擠塑聚苯板（XPS）我國是一個農業大國，我國的灌區，特別是北方灌區大多處于季節性凍土區，灌溉渠道多發生凍融破壞[1-3]。對于混凝土渠道襯砌，渠基土的凍融作用致使渠道混凝土襯砌體發生破
山東農業大學學報（自然科學版） 2019年3期2019-06-28
- 季節性凍土區梯形襯砌渠道改擴建基土置換的分析研究
模，邊坡以50%基土置換，渠底以70%基土置換，理論基土置換厚度在85～115cm。本研究選擇無基土置換及基土置換80cm、70cm、60cm、50cm、40cm和30cm實施建模分析。移位載荷邊界條件是，下邊界受到X軸和Y軸的雙向約朿，Ux=0，Uy=0，凍土兩側受到來自水平向的約束，Ux=0，上邊界凍脹自由，不受約束。溫度載荷條件取地區最冷月的平均溫度，即陽坡取-18℃，渠底取-20℃，陰坡取-22.60℃，下邊界則取3℃?；炷林笜藚狄姳?。表1
中國水能及電氣化 2019年5期2019-05-25
- 引水干渠凍脹破壞影響因素分析及防凍脹設計方案比選
配顆粒組成，決定基土凍脹性質的關鍵因素為土顆粒的分散性，即顆粒的形狀和大小等，而影響其分散性的因素包括土體粒度、礦物成分、密度等。a.土體粒度。土體顆粒度決定了表面能，顆粒越粗，表面能越弱，吸附水能力越低；顆粒越細，表面能越大，其與水分子之間的作用力也越強。相關學者經研究表明：土體凍脹量和土體中細顆粒含量呈正比，具體關系曲線如圖1所示。從圖1中可知：土體粒徑在0.005～0.05mm之間時，土體凍脹量處于較大值。實際經驗也表明：當土體中粒徑在0.002～0
水利建設與管理 2018年8期2018-08-29
- 淺議新疆頭屯河灌區渠道防滲抗凍措施
溫下凍脹，造成地基土凍脹的三個基本因素是：（1）寒冷地區具有持續負溫的氣候條件；（2）凍土中各種形態水分的存在和外部水源的補給；（3）土的物理學特性，包括土的顆粒組成、礦物質成分和分散性等，在整個凍脹過程中，水是最活躍的決定因素。在上述導致凍脹破會三個基本因素中，只要消除或減弱其中一個因素，就能防止凍脹或減輕凍脹破壞危害，但這三個因素中，要回避負溫條件，需要較大或很大工作量，投資較大，經濟效益相對較低，因此改變基土的結構成分和切斷凍土地基在凍結前和凍結后的
水能經濟 2017年12期2017-10-19
- 基土鹽-凍脹特性研究
學研究及工程設計基土鹽-凍脹特性研究朱武(九江市河道湖泊管理局，江西 九江 332000)為探究水利工程中河道基土鹽-凍脹現象發生機理，在前人研究的成果基礎上，著重分析干密度、Na2SO4比例、濕度與基土鹽-凍脹變形的關系。為了達到實際應用效果，采用線性相關分析法，分別固定其中的兩個條件設計試驗樣本，應用對比思想設計試驗方案。依據試驗結果，做出可視化的圖像對比分析，依次得到干密度、Na2SO4比例、濕度與基土鹽-凍脹變形變化曲線。力求借助三者與基土鹽-凍脹
中國水能及電氣化 2017年8期2017-09-03
- 港區吹填工程軟基土處理技術質量控制研究
口地區吹填工程軟基土處理技術質量控制問題，介紹相關的處理技術和質量控制的方法，以期達到提高工程質量、精化工程管理、降低工程事故的目的。關鍵詞：軟基土處理技術；質量控制引言相比較陸路地區而言，港口區域的土質承載力度較差，軟土中具有較多的水分和致腐物，會導致土層的松軟和結構空隙擴大，難以穩固工程中的建筑材料。當受到外部因素的干擾時，很容易發生破壞和降低自身的抗壓性，輕則影響工程進度，重則發生工程事故，造成嚴重的損失。所以港口區域的土層不能直接當做工程地基，要通
科學與財富 2017年9期2017-06-09
- 小型U形玻璃鋼渠道抗凍脹數值模擬
土結構，一旦出現基土凍脹，可能導致渠道變形、塌陷，從而影響渠道使用穩定性，還可能引發嚴重事故，危害農田及生產者安全。為有效應對渠道基土凍脹危害，黑龍江、寧夏、內蒙古和青海等地嘗試推廣玻璃鋼渠道[1-2]。事實上在水文和地質條件一定時，溫度是影響基土凍脹的關鍵因素[3-4]。在我國各地的溫度差異十分顯著，在引入玻璃鋼渠道時，需要對溫度變化與抗凍脹性能的關系進行研究。本文以新賓縣農業灌溉渠道為例，通過建立小型U形玻璃鋼渠道模型，采用ANSYS軟件對其抗凍脹性能
中國水能及電氣化 2017年4期2017-05-12
- 兩種典型級配基土-濾層滲濾系統的顆粒流模擬
2)兩種典型級配基土-濾層滲濾系統的顆粒流模擬李曉慶1，齊 陽2，唐新軍1，高 強1(1.新疆農業大學 水利與土木工程學院，烏魯木齊 830052；2.新疆建筑設計研究院 勘察部，烏魯木齊 830002)基于顆粒流理論和流固耦合效應，利用PFC3D程序內置的FISH語言編程，建立基土-濾層滲流模型，針對具有不同級配特征的管涌型土(連續級配、間斷級配)，分別進行不同層間系數情況下的系列數值模擬試驗，分析滲濾系統中基土、濾層及兩者界面處的孔隙率、滲透率、基土流
長江科學院院報 2017年4期2017-04-11
- 渠道防滲工程設計及凍害防治方法研究
下時，由于渠道內基土含有水分，混凝土與渠道基土會因水的凝固而凍成一個整體，混凝土結構同時承受著凍結力、凍脹力和混凝土結構本身因熱脹冷縮所產生的拉力，當這些應力超過了混凝土在低溫環境下承受力的上限時混凝土板塊就會出現裂縫。2.2 架空隆起塔里木河流域的很多渠道工程因天山雨雪融化下滲，地下水豐富、地下水位較高，當冬季低溫時混凝土板與渠道基土凍成一個整體，基土中豐富的水分在凝固時膨脹，對混凝土板產生一種隆起、架空的力量，這種現象一般出現在坡腳或者渠底中部等地段，
中國水能及電氣化 2017年2期2017-01-20
- 農田灌溉渠道防凍脹施工設計方案比選分析
道凍脹土基可通過基土保溫或基土換填的方法進行處理，故對2種方案進行比選：方案1為基土保溫法，選用苯板鋪設保溫防凍層；方案2為基土換填法，選用沙礫料作為原材料，沙礫料在灌區內廣泛分布且儲量較大，可很好滿足施工需求。2.3.1 方案1：基土保溫法基土保溫法是通過消除渠道凍脹中的溫度因素來實現對凍脹災害的有效預防，其常用材料為苯板（聚乙烯泡沫板）。依據《渠系工程抗凍脹設計規范》（SL23-2006），鋪設厚度為鋪設渠段設計凍深的10%～15%，即6～11 mm。
中國農業信息 2016年21期2016-05-15
- 考慮土與板間摩擦力的兩拼式U形復合襯砌渠道凍脹破壞力學模型
結構中土工膜與渠基土之間的相互作用，土工膜是一種柔性材料，木身具有很好的伸縮性能，加之土工膜有很好的防滲作用[2,3]，能減少凍脹的水源補給，可以減小一部分凍脹變形，又由于渠基土對復合襯砌體的摩擦力減小[4]，導致渠基土對襯砌體的滑動約束減小，在凍脹作用下襯砌體將會在復合土工膜和渠基土接觸面上產生一定的凍脹位移量，使得渠基土對襯砌體的切向變形約束減小，從而起到抗凍脹的作用。本文結合寧夏引黃灌區渠道襯砌實際情況，采用土工膜混凝土復合襯砌，將摩擦力考慮在內建立
中國農村水利水電 2016年5期2016-03-26
- 寒冷地區渠道防滲工程的凍脹現象與防治措施
征入題，探討渠道基土土體的凍脹破壞機理及受力分析，并給出相應的凍脹現象有效防治方案。渠道防滲工程；凍脹現象；機理；受力分析；寒冷地區；防治方案0 前言渠道防滲工程的凍脹現象一般出現于渠道襯砌體位置，它的表現形式就是渠道基土凍脹并引發襯砌板錯位、隆起和滑移等現象，造成渠道伸縮縫、襯砌體的破壞開裂，最終使渠道喪失防滲功能。按照寒冷地區冬季溫度的變化，凍脹破壞作用方式可以大體分為兩類，即由渠道基土所引發的凍脹破壞現象以及由渠道內水體結冰而造成的凍脹破壞現象。1
河南水利與南水北調 2016年12期2016-02-15
- 地下集水工程滲濾系統的離散元數值模擬
滲濾系統淤堵或者基土細粒大量穿過濾層進入集水廊道的問題[2]。然而，目前地下集水工程滲濾系統的研究大多停留在宏觀角度，難以從本質上揭示其滲濾機理。滲濾系統的研究問題屬于典型的流固耦合問題，目前眾多學者[3－11]在解決流固耦合問題時多采用顆粒流的方法。周健等[3]采用顆粒流的方法在砂土管涌——濾層防治方面進行了模擬研究;李識博等[4]對松散堆積物壩基滲透淤堵試驗進行顆粒流模擬;倪小東[5]采用顆粒流的方法模擬了管涌的砂槽試驗。上述數值模擬試驗結果與相關物理
水利與建筑工程學報 2015年5期2015-12-21
- 苯板在嚴寒地區渠道工程中的選用
料對渠道襯砌下渠基土的地溫、凍深及凍脹量的影響，為渠道襯砌工程中材料的選用提供了參考依據。苯板；嚴寒地區；基土；凍脹1 概述目前中國北方大部分嚴寒地區的灌區內渠道襯砌普遍采用的一種結構形式是對基土進行換填處理，將渠道內的凍脹性土壤換填成厚砂礫料，來防止混凝土被凍壞。但由于這些地區冬季溫度過低，經過多年觀察，渠道襯砌的混凝土表面均因凍脹產生了不同程度的變形，斷裂，嚴重影響了渠道襯砌的質量，大幅縮短工程的使用年限。且換填施工時開挖量大，施工困難，施工質量又難以
水利技術監督 2015年4期2015-12-15
- 基土滲透變形類型及其判別方法
832000）基土滲透變形類型及其判別方法呂 梁 （石河子中勘勘察設計院（有限公司），新疆 石河子 832000）摘 要：作為維持整個建筑物穩定性的重要部位，地基在工程中的重要性不言而喻，如何對基土的滲透變形類型及其發生條件進行判斷對工程施工具有重要的意義。因此，本文著重探討了基土的滲透變形類型及其發生條件。關鍵詞：判斷；基土；變形類型；發生條件滲透變形是土體在一定水力坡降滲流作用下發生變形或破壞的現象，它包括流土和管涌兩種基本形式。在一定的水力坡降下，
中國新技術新產品 2015年9期2015-07-18
- 混凝土渠道襯砌凍害機理及措施分析
很大的損失。一、基土的凍脹機理簡析所謂土的凍脹就是土在凍結過程中體積增大的一種自然現象。眾所周知，自然界幾乎所有物質都具有熱脹冷縮的性質，而土為什么會因凍而膨脹呢？人們很自然想到是由于土中水的作用，水在凍結時體積將增大9%，當冰體充滿孔隙后將引起土體膨脹。一般黏性土的孔隙率為33%左右。據計算，當土中水飽和時，凍脹率也只有3%左右，而有的土體凍脹率可達10%～20%。實際上，凍脹率的大小主要決定于水分遷移量的大小，而土的凍脹機理主要是水分遷移的機理。水分遷
中國水利 2015年20期2015-03-12
- 《水工建筑物抗冰凍設計規范》樁基設計問題探討
基直徑的大小、地基土層的分布及設計凍深的大小等都是影響樁基工程抗凍拔穩定及強度的重要因素。下面通過工程設計實例說明Ⅱ級凍脹土中的樁基也應進行抗凍拔穩定和強度驗算的必要性。表1為設計樁基的4 種地質條件，依據工程所在位置情況，利用《規范》式（B.0.1-1）～（B.0.1-3）及（C.0.2-3）可分別求得1，2 號基土的設計凍深Zd分別為2.06 和2.14 m（實際計算均取2.0 m）；凍脹量h 分別為4.95 和4.56 cm；由《規范》表3.0.9
東北水利水電 2015年9期2015-02-25
- 灌區渠道凍脹防治措施淺析
用的處理方法是對基土進行換填處理，將渠道內的凍脹性土壤換填成40cm厚砂礫料。但經過多年觀察，每到冬季，渠道襯砌的混凝土表面均因凍脹產生了不同程度的變形、斷裂，且換填施工時開挖量大，施工困難，施工質量又難以保證，換填厚度往往達不到要求。2.2 灌區凍脹表現形式2.2.1 表面剝蝕該灌區渠道均為混凝土襯砌，因砼材料內含有一定水分，在負溫下凍結成冰，體積膨脹，當其作用力大于砼強度時，就會產生裂縫，并增大吸水性，經過多個凍結—融化循環和應力的反復作用，灌區內砼表
陜西水利 2014年4期2014-08-15
- 新疆地區混凝土防滲渠道防凍脹處理措施探討
要是由于負溫造成基土與水之間產生膠合力，凍土由于產生物理變形對防滲渠產生反作用力，在不均勻的凍脹作用下，當渠道底板產生不均勻變形時，穩定性將變得極差，造成襯砌結構的坍塌、變形，從而造成混凝土防滲渠道產生凍脹破壞。影響混凝土防滲渠道凍脹破壞的因素有兩個：?持續低溫；?基土含水率高，屬凍脹性土壤特性。3 混凝土防滲渠道防凍脹處理措施針對防滲渠產生凍脹的原因，預防混凝土防滲渠道凍脹產生破壞的方法有兩個：?通過降低渠道基土土質水分含量，改變土質結構，改善地溫條件；
水利建設與管理 2014年6期2014-04-08
- 有限元數值模擬混凝土襯砌渠道苯板保溫效果研究
土襯砌渠道由于渠基土的凍脹作用，受到了不同程度的破壞，尤以北方灌區受損程度最為嚴重，經過多年的運行，渠道凍脹破壞已成為農業水利工程中亟待解決的問題?；炷烈r砌的凍脹破壞不僅降低了渠系水利用系數，使寶貴的水資源白白流失，同時由于工程的養護、維修與重建也耗費了大量的資金、材料與人力。對于凍土區混凝土襯砌渠道的凍脹問題，國內外專家學者從凍脹產生的因素入手，提出了諸如鋼筋混凝土襯砌、渠基土換填法、土工膜防滲法、苯板保溫法和新型襯砌結構法等多種解決方法。苯板保溫法主
河南水利與南水北調 2014年10期2014-03-05
- 探討渠道凍脹處理的方式
凍脹破壞是由于渠基土受凍體積膨脹頂托襯砌而形成，渠基土受凍體積膨脹必須具備以下條件：⑴寒冷氣候區持續的負溫條件；⑵土壤中自由水和毛細水的存在，并且有通暢的水分補給通道；⑶土壤本身的物理力學性質，包括土的顆粒組成，礦物質成份等。在以上三個條件中，土壤中自由水和毛細水的存在是凍脹發生的的先決條件，也是必備條件。在整個漿脹破壞過程中，水是最活躍的因素。從目前受凍脹破壞的渠道來看，基本上位于灌區內，且處于灌區中、下游的居多。這是因為在灌區中下游地區，地下水埋深淺，
科學時代·上半月 2013年12期2013-12-26
- 低品位天然膨潤土的深加工
化學組成圖1 鈣基土的XRD圖1.3 膨潤土的提純在前面手工分級的基礎上，再通過物理方法對膨潤土進一步提純。根據蒙脫石與長石、石英的比重不同進行濕法分選。首先按照膨潤土∶水為1∶3的比例加入水，將揀選后的膨潤土放在桶中浸泡4h。然后，邊攪拌邊加入六偏磷酸鈉作為分散劑，攪拌30min后，倒出頂部部分懸浮液。最后，除去上部漂浮的細小樹葉等雜質后，再邊攪拌邊把上部的懸浮液倒出，存放在大容器中，直至水桶底部只剩砂子為止。把存放的懸浮液經過沉降、過濾、干燥得到純度較
中國礦業 2013年3期2013-11-20
- 淺析混凝土襯砌渠道的凍脹破壞成因及對策
凝土襯砌板本身及基土反復凍脹與融化而造成的。 混凝土是由膠凝材料（水泥）、水、細骨料（砂）、粗骨料（石子）等材料按適當的比例經過拌制而成的拌合物。水在0℃以下結冰成固態，體積就會發生膨脹，溫度越低，體積膨脹程度越大，經過冬季反復凍脹與融化，最終造成混凝土的凍脹破壞。 產生混凝土襯砌渠道凍脹破壞的原因有以下幾個方面：（1） 土體的多孔松散性為土體內水分的存在創造了存在和遷移空間；（2）渠道輸水滲漏增大土體中的水的含量，甚至使土體水分飽和，為結冰造成了條件；（
河南科技 2013年18期2013-11-07
- 渠道防滲工程技術措施淺析
地區，灌區內部渠基土多為凍脹土，地下水含量較高。因此，在進行渠道混凝土面板防滲設計中，必須采取有效措施避免渠道混凝土板的破壞問題。2009年，筆者配合某水利勘測設計院對某預制混凝土板防滲干渠的破壞情況進行了調查，發現：陽坡基本無凍脹破壞，僅個別混凝土板因質量差而產生斷裂酥散，有關部門已進行了維修；渠底有輕微凍脹破壞，渠底基本平整，局部有凍脹隆起?；炷涟逡蛸|量差而產生斷裂酥散的比例約占30～50%。陰坡凍脹破壞問題較嚴重，現場勘察發現，有較明顯凍脹隆起現象
水利科學與寒區工程 2013年3期2013-04-09
- 新疆兵團農六師渠道防凍脹處理方法探究
致渠道砌體、堤岸基土中含有很多水分，這些水分在氣溫零下時就會凍結成固狀物體，其體積發生膨脹，膨脹量為水體的1.20倍左右，并與基土同時膨脹，膨脹的基土受到渠道內剛性襯砌體的制約，就會對襯砌體產生凍脹力，當這種凍脹應力超過襯砌材料抗力時，渠體就隨之產生裂縫，增加吸水性和滲漏量，致使砌體結冰凍脹加劇破壞，經過凍結、融化和凍脹應力一次又一次的作用，最后，渠道防滲體就會遭到凍融破壞。原因之二是土體不僅使初始凍結面的水分凍結膨脹，而且未凍區的水分在表面張力及毛細管作
河南水利與南水北調 2012年24期2012-04-10
- 注水井調剖用網絡互穿凝膠的研制
基膨潤土（簡稱鈉基土）（細度：200目、325目，吉林省公主嶺劉房子）；鈉基膨潤土（細度：200目、325目，吉林省磐石市龍宇實業有限公司）；鈣基膨潤土（簡稱鈣基土）（細度：200目、325目，吉林省磐石市龍宇實業有限公司）。2.2 實驗方法配制3g·L-1HPAM溶液，充分水化后，加入3g·L-1有機鉻交聯劑，加入60℃恒溫水浴中，觀察其成膠情況，評價成膠強度；另配以上溶液，分別加入不同濃度的預水化的膨潤土；按上述方法觀察成膠后情況。2.3 凝膠強度評價
化學工程師 2011年8期2011-02-27
- 汾河灌區現澆混凝土渠道襯砌凍脹試驗研究
cm，觀測期渠基土重量含水率16.2%～24.5%，凍融變形后發現防滲襯砌層出現裂縫。3.2 試驗場氣溫分析氣溫是渠基凍結的重要影響因素，試驗區氣溫受太陽輻射影響，總體呈波動式變化趨勢（見圖2），12月19日開始日平均氣溫穩定在0℃以下，1月中旬氣溫在0℃附近波動；之后隨著太陽輻射的增強，氣溫回升較快，2月3日以后氣溫穩定在0℃以上。日負積溫度波動程度強于氣溫，1月5日為觀測期負積溫度最低值，之后隨氣溫同步快速回升。3.3 渠基凍深時空分布根據地溫統計數
山西水利 2010年1期2010-10-20
- 濟鋼球團使用鈉基膨潤土工業試驗
產穩定狀態下，鈉基土替代普通膨潤土的替代比大約1.37倍，結果表明，球團礦品位提高0.37百分點，二氧化硅降低0.36百分點，球團礦強度、還原度指標基本不受影響，但豎爐產量約降低2%，返粉、除塵粉約升高15%，膨脹指數升高5.32百分點。按替代比1.37倍計算，使用鈉基土年效益可達675.7萬元。球團；鈉基膨潤土；鈣基膨潤土；豎爐；工業試驗1 前言為降低生產球團礦所用黏結劑的使用比例，提高球團礦品位，2003年濟鋼就開始在球團豎爐生產中進行多種黏結劑造球技
山東冶金 2010年1期2010-08-23
- 混凝土襯砌渠道凍脹破壞原因分析及防治
壞原因分析在渠道基土中含有大量的土壤水，這些土壤水主要為土粒子間填充的自由水和吸附在粒子周圍的結合水，自由水的多少與粒子間空隙的大小有關，結合水的多少與土粒子總的表面積有關。對于襯砌混凝土板基土來說，多為夯實土，粒子間隙小，故基土中所含水量主要為結合水。而結合水的多少又與基土的性質有關，即顆粒的比表面積越大，粒子所吸附的水分也越多，即基土的含水量就越大。這樣，當長時間為負溫時，基土中水分就會結冰，根據水在結冰時體積增大的性質，基土的體積也將增大，這將對其上
河南水利與南水北調 2010年2期2010-08-15
- 道旭灌區襯砌渠道凍脹破壞原因及對策
嚴重，主要是渠床基土的凍脹變形，襯砌板從齒墻中拱出，由于凍脹隆起、架空,使坡腳支承受到破壞,襯砌板墊層失去穩定平衡。春季基土融化時,與上部的襯砌板縫逐漸拉開斷裂，上部板塊順坡向下滑移,錯位,互相穿插。渠坡基土融化期的渠坡滑塌,導致坡腳處混凝土板被推開,上部襯砌板塌落下滑，對渠道襯砌造成嚴重破壞，縮短了防滲襯砌板的壽命，并大大增加了工程維修和管理費用。2.2 凍脹破壞地段及因素總輸砂渠采取了防凍脹工程措施，設計比降大，未發生凍脹破壞。凍脹破壞主要發生在南干渠
山東水利 2010年8期2010-08-15
- 襯砌渠道修復工程中的技術措施
寒冷地區,灌區渠基土又多為凍脹土,且地下水含鹽量較高。所以在對渠道進行混凝土面板防滲設計中,如何有效避免渠道板的破壞問題,成了灌區節水改造是否成功的關鍵。本文將對因凍脹引起板破壞的類型、原因及修復工程技術措施進行分析介紹,以期對襯砌渠道防滲設計有所幫助。1 渠道混凝土面板破壞的類型通過對混凝土板防滲渠道破壞現象的分析來看,按其破壞狀態大致可分為以下兩種:一種是面板破裂,翹起、滑落、嚴重的渠道邊坡塌陷,在此類破壞過程中,混凝土本身的強度、抗凍、抗滲等指標改變
黑龍江水利科技 2010年2期2010-08-15
- 淺談混凝土防滲渠道防凍脹的技術措施
凍脹破壞是由于渠基土受凍體積膨脹頂托襯砌而形成。渠基土受凍體積膨脹必須具備以下條件:1)寒冷氣候區持續的負溫條件;2)土壤中自由水和毛細水的存在,并且有通暢的水分補給通道;3)土壤本身的物理力學性質,包括土的顆粒組成,礦物質成分等。在以上三個條件中,土壤中自由水和毛細水的存在是凍脹發生的先決條件,也是必備條件,在整個凍脹破壞過程中,水是最活躍的因素。從目前灌區受凍脹破壞的渠道來看,基本上位于灌區中下游。這是因為在灌區中下游地區,地下水埋深淺,土壤顆粒細,土
山西建筑 2010年14期2010-07-17
- 季節性凍土地區襯砌渠道的凍害成因與防治措施
破壞凍脹破壞指渠基土凍脹和融沉對混凝土襯砌結構的破壞。當渠基土為凍脹性土，且其含水量大于起始凍脹含水量時，在冬季負溫的作用下，由于渠基土中的水凍結后體積增大，造成土體膨脹，而使襯砌結構隆起。當凍脹變形超過襯砌結構的允許變形時，或因凍脹而產生的凍脹力超過襯砌結構的抗裂或抗拉強度時，襯砌結構就會開裂，甚至折斷。在春節消融時又造成渠床表土層過濕，使土體失去強度和穩定性，往往會導致襯砌體的滑塌。1.2 凍融破壞凍融破壞指混凝土襯砌材料內部孔隙水的凍融導致襯砌板的破
水科學與工程技術 2010年1期2010-04-14
- 混凝土渠道防滲凍害的成因及防治措施
，混凝土板與渠床基土凍結成一個整體，承受著凍結力、凍脹力，以及混凝土板本身收縮產生的拉應力等。當這些應力值大于混凝土板在低溫下的極限應力時，板體就發生破壞。b.混凝土渠道防滲的凍脹裂縫，多出現在尺寸較大的現澆混凝土板順水方向，縫位一般在渠坡坡腳以上1/4～3/4坡長范圍內和渠底中部。當冬季渠道積水或運行時，一般出現在水面附近的渠坡上。c.當混凝土板塊尺寸過大、不能適應溫度收縮變形時，將由于溫度應力造成縱向或橫向裂縫。當縫間止水材料不能適應低溫變形時，將在分
現代農業研究 2009年2期2009-03-27