寒區(qū)混凝土防滲渠道保溫防凍脹措施保溫層合理厚度研究.pdf

1、目前,渠道防滲是我國節(jié)水工程中最常用的措施,并且取得了良好的效果,然而在我國北方地區(qū),渠道工程往往會遭受到凍害的影響,由于大部分渠道防滲都采用混凝土板,其屬于剛性材料,其抗拉能力比較小,所以在遭受凍脹的時候很容易發(fā)生破壞,渠道工程凍脹防治是目前北方大部分灌區(qū)在水利建設工程中亟待解決的問題。保溫板保溫防凍脹措施是近幾年來才發(fā)展起來的一種措施,具體的鋪設厚度目前還不能明確的確定,很容易造成設計-施工-再設計的循環(huán)格局,這樣一來就會造成很多不

2、必要的浪費。本文通過理論和計算機模擬的方法,尋求找到保溫板鋪設厚度的規(guī)律,以期對以后的設計能有一定的指導作用。
　　論文進行的主要工作以及取得的成果包括以下幾點:
　　(1)主要針對渠道凍脹的研究概況、渠道凍脹的防治措施以及國內(nèi)外渠道凍脹進展三個方面系統(tǒng)的總結(jié)了渠道凍脹的研究現(xiàn)狀。
　　(2)分析闡述毛細理論、第二凍脹理論、分凝凍結(jié)等凍脹機制理論,分別對土基質(zhì)、水分條件、溫度條件、附加荷載、土密度及渠道走向等渠道凍脹主

3、要影響因素進行分析,并就不同結(jié)構(gòu)形式如梯形、弧底梯形、U形、弧形坡角梯形混凝土襯砌渠道破壞特征進一步分析。
　　(3)基于有限元理論,以甘肅靖會總干梯形與弧底梯形渠道以及寶雞峽灌區(qū)源下北干渠為實例建立模型。通過ANSYS有限元軟件對渠道凍脹的溫度場、應力場以及位移場進行模擬,并將模擬結(jié)果和實測結(jié)果進行對比,并在此基礎(chǔ)上,驗證了設置不同厚度的保溫板對渠道抗凍脹取得的效果,陰陽兩坡的溫度分布有明顯差異,陰坡的溫度梯度大于陽坡的溫度梯度

4、,各坡凍深分布狀況與溫度分布規(guī)律基本相同,從而使陰坡及渠底凍深大于陽坡;渠道陰坡變位值最大,陽坡和渠底很小,渠底幾乎沒有,陰坡向渠內(nèi)側(cè)傾移較明顯,渠道在凍脹作用下發(fā)生整體上抬和朝向陽坡的微小偏轉(zhuǎn)。
　　(4)通過無保溫措施襯砌與鋪設保溫板保溫的襯砌兩種情況模擬分析對比,可以發(fā)現(xiàn),保溫板導熱系數(shù)小,能有效阻止或減緩負溫進入渠基土,提高了基土溫度,從而減輕了渠道襯砌的破壞。從應力和變形上看,凍脹量也大大減小,最易產(chǎn)生裂縫的坡角位置應力