基土
- 补水方式对灌溉渠道渠基土冻胀特征的影响
前，可以用于渠道基土和衬砌结构数值模拟分析的软件较多，ABAQUS、ANSYS 等都是应用比较广泛的有限元软件。其中，ANSYS软件由美国ANSYS公司开发，可以用于衬砌结构渠道的水热力三场耦合分析，将较为复杂的渠基土冻胀物理因素影响转变为比较简单的静力学分析。因此，此次研究选择该软件进行有限元计算模型的构建[1]。此次研究以辽宁省沈阳市某灌溉渠道为背景进行有限元模型的构建。该段渠道为梯形断面，具体尺寸为底宽0.8 m、渠深1.0 m，渠坡坡比为1∶0.8
水利科学与寒区工程 2023年9期2023-10-10
- 整体式U 型混凝土渠道衬砌-冻土接触模型
用下向冷端迁移使基土发生冻胀现象[1-2]。渠道衬砌对基土的不均匀冻胀变形产生约束，进而在衬砌与基土之间产生冻胀力，是导致衬砌破坏的主要原因[3]；混凝土衬砌自身的抗拉和抗弯能力较差也使其易受到破坏[4-5]。以往许多研究在模拟与分析渠道冻胀破坏时，将渠道冻胀模型中的衬砌与基土看作整体，忽略了两者接触面间存在的相互作用[6-9]。王羿等[10]通过室内渠道冻胀试验发现渠基土冻胀量与衬砌位移不匹配，基土与衬砌间存在分凝冰层及脱空现象；孙厚超等[11-12]通
农业工程学报 2023年9期2023-07-14
- 河道堤防加固技术研究
土质强度。堤防地基土质尤其是靠河水内侧，因为长期被侵泡，会形成淤泥、黏性较大的软土性质，必须大幅度提升其强度，才能保证堤防稳固，保障安全。加固方法是加入粉土或回填土，从而减少土质结构中的含水量和土质黏性。但是从加固的过程来看，原黏性土质中的水分无法快速排出，同时在使用粉土和回填土的过程中，一方面要精准地控制比例，另一方面，无法大幅度提升强度。针对上述问题，该文在传统的粉土、回填土掺入加固的基础上，以排水板插入作为加固骨架。因排水板为塑料材质，从而可以大幅度
中国新技术新产品 2023年5期2023-06-07
- 气泡混合轻质土对寒区渠道防冻胀的作用和厚度优化
下铺设保温板及渠基土的固化和换填等，但是缺乏新材料的探索和应用[2]。基于此，此次研究主要探讨气泡混合轻质土在渠道防冻胀领域的工程价值，具有重要的工程价值和作用。1 气泡混合轻质土1.1 材料特性与工程价值气泡混合轻质土属于一种新型人工制作材料，主要特点：由于气泡混合轻质土中含有大量的微小气泡群，因此，容重与普通土体相比要小很多，同时还可以通过对各种组分配合比的设计，将其强度调节在0.5～5.0 MPa之间；由于气泡混合轻质土中使用水泥作为固化剂，因此，在
东北水利水电 2022年11期2022-11-23
- 基于土体孔隙介质的高速公路拓宽新路基沉降分析
分为淤泥质粉土地基土、粉土地基土、亚砂地基土，具有明显的土体层次结构。其中，淤泥质粉土地基土属于软土，表层厚度为2.40～3.50 m，其塑性指数为5.0；粉土地基土不属于软土，表层厚度为0.80～3.40 m，其塑性指数为3.3；亚砂地基土不属于软土，表层厚度为0.80～2.30 m，其塑性指数为4.0。在此基础上，在区域内排水采用初期支护和岩面间设置环向50 mm的排水半管将水流引至墙角，并与墙角纵向100 mm的高密度聚乙烯（High Density
企业科技与发展 2022年7期2022-11-17
- 扬黄渠道冻胀破坏的原因及预防措施研究
地均为农田，渠道基土含水量大，导致混凝土板的填缝混凝土出现开裂、混凝土板隆起、板间架空、混凝土板错位、滑塌等冻胀破坏现象比较严重。据统计固海渠道因冻胀造成混凝土板的隆起、架空和滑塌等破坏现象约占渠道破坏总数的82%，局部边坡混凝土板整体滑塌不能正常输水的现象时有发生。许多学者对旱寒区渠道衬砌工程的冻胀破坏进行大量研究，王正中等［1］从工程力学和水—热—力耦合的数值模型研究冻融破坏机理和抗冻胀技术；葛建锐等［2］利用弹性地基梁治理渠道破坏；王希尧［3］、孙杲
中国农村水利水电 2022年9期2022-09-24
- 渠内水对寒旱区渠基土冻结过程影响的试验研究
受地下水的影响，基土含水率逐渐增高，在冻结作用中渠道基土发生冻胀，造成输水衬砌渠道破坏，不仅浪费了水资源，威胁工程的安全运行，还对国民经济造成了巨大的损失.从19世纪20年代开始，人们对土体冻胀进行研究[1]，毛细理论[2]和冻结缘理论[3]的提出为后续研究奠定了理论基础.LI等[4-5]采用数值模拟、原位监测的方式，对渠道冻胀过程中的温度场和水分场进行了研究；周家作等[6]提出土体在冻结过程中因地下水埋藏较浅而存在明显的水分迁移和补给，称为开放系统条件下
排灌机械工程学报 2022年4期2022-04-25
- 寒冷地区渠道混凝土冻胀破坏的原因及防治措施研究
相关因素1.1 基土含水率对冻胀的影响基土土体中的水分迁移及对土体的冻胀力大小，受渠道基土所在地区位置的温度、环境等影响。通常情况下，如果基土中的初始含水量超过冻胀最低含水量时，渠道所受到的法向冻胀力会随着基土中的初始含水量大小而变化，通过大量的研究和实测数据可知，在特定温度下条件，当基土中的初始含水量超过冻胀最低含水量时，基土即出现冻胀。根据灌区实测资料显示[3]，当渠道停止行水后，渠床底100 cm内基土的含水率约为26.5%～29.8%，远超过冻胀最
水利科学与寒区工程 2021年6期2021-12-22
- 渠基土室内换填冻胀试验
1]，导致每年渠基土冻胀程度不尽相同，混凝土衬砌板经过反复不均匀冻胀、沉降之后，产生裂缝、抬起等破坏。GRAHAMJ等[2]针对渠道冻胀破坏问题进行了渠基土试验，指出渠基土经过一个冻融循环周期后，土体原有结构有很大程度的破坏。持续负温、充足孔隙水是冻胀敏感性土体发生冻胀破坏必不可少的条件[3]。目前，渠道防冻胀措施主要针对水分和温度进行控制，换填法是当前渠道防冻胀有效措施之一[4]。换填法是将渠基原有的冻胀敏感性土，部分或全部替换成弱冻胀性或无冻胀性土，减
沈阳农业大学学报 2021年5期2021-12-09
- 建平县老官地灌区U 型槽渠道冻害产生原因及防护措施
槽渠道极易与渠床基土冻结粘连成一体。混凝土U 型槽渠道既承受着冻结力，又承受着冻胀力、拉应力。如果这些应力值大于混凝土U 型槽渠道在低温下的极限应力时，极易对U 型槽产生破坏。1.2 产生架空隆起。在地下水位较高一些的渠段，若水位上升，渠床基土产生冻胀，造成U 型槽大幅度隆起、架空。问题一般发生在渠道坡脚或渠底中部等。1.3 产生滑塌破坏。滑塌方式主要有两种：首先是冻胀引起U 型槽隆起架空后造成坡脚支承受到破坏，U型槽垫层稳定平衡失去，基土融化后U 型槽顺
现代农村科技 2021年4期2021-12-06
- 浅议宝鸡峡东五支渠道衬砌工程抗冻胀设计及治理措施
，为防御衬砌渠道基土受其冻胀而破坏，须进行抗冻胀设计。2 灌区东五支渠道抗冻胀设计2.1 抗冻胀设计常用参数2.1.1 标准冻深H0标准冻深即工程所在地区气象台站的多年冻深平均值，该区域标准冻深H0=18 cm。2.1.2 设计冻深Hd根据《渠系工程抗冻胀设计规范》(SL23—91)第2.1.3条中的式(1)设计冻深。Hd=KP·Kd·K2·H0(1)式中：Hd为工程设计冻深；KP为频率模比系数，由《渠系工程抗冻胀设计规范》中的图2.1.4 KP～H0关系
地下水 2021年5期2021-11-10
- 西北寒旱区渠道新型防冻防渗结构研究
渠道衬砌结构与渠基土发生热量交换，当渠基土的温度达到冻结温度时，渠基土发生冻结膨胀[2]。随着渠基土的进一步冻结膨胀，当渠基土的冻胀力大于渠道衬砌结构的约束力时，渠道的衬砌结构将发生冻胀隆起。当气温回升后，随着渠基土水分的融化、蒸发流失，渠道的衬砌结构会塌陷变形，同时由于冻胀破坏了渠道衬砌结构之间的粘聚力和摩擦力，从而渠坡面的混凝土预制板出现了滑移，渠道衬砌结构遭受破坏[3- 4]。此外，渠道冻胀量主要出现在渠道基底中部和渠坡面的1/3处，当水渠渠道走向出
水利技术监督 2021年9期2021-10-22
- 砂卵石换填对渠道衬砌抗冻胀效果影响的试验研究
用砂卵石换填渠道基土，提高渠道抗冻胀性能。基于此，此次研究通过现场试验的方式，分析和探讨砂卵石换填对渠道衬砌抗冻胀效果影响，给工程优化设计提供支持。1 试验设计1.1 试验段选择试验中选择陈杖子灌区2#支渠Z0+000～Z0+100段作为试验段。该段渠道采用的是现浇型混凝土衬砌渠道，渠道断面为梯形设计，边坡坡度为1.5，渠底宽2.0 m，渠深1.5 m。渠道的基土土质为粉质壤土，地下水位在渠道底板以下0.2 m 部位。1.2 试验目的根据寒区工程的特点以及
水利科学与寒区工程 2021年5期2021-10-21
- 冻融过程对高寒区渠道基土力学特性的影响
学者对膨胀性渠道基土的物理力学特性展开了探索，取得了一定的成果。缪林昌等[3]对膨胀土的水分迁移特性进行了试验研究，认为干湿循环次数对无荷状态下的膨胀土水分迁移特性影响较大，膨胀土的水分迁移特性与其初始应力状态相关。在此基础上，Miao等[4]探讨了膨胀性渠道基土力学特性与微观结构之间的关系，认为土体剪切过程中大孔隙变化存在一定的变化规律。陈善雄等[5]开展了弱、中膨胀土的物理力学特性试验，发现中膨胀土吸水膨胀后软化明显，弱膨胀土的压实含水率应按最优含水率
农业工程学报 2021年14期2021-10-12
- 基于AKIMA插值法的整体式U形渠道温度场数值模拟
U形混凝土渠道渠基土温度场的分布和变化特征，为整体式U形混凝土渠道的抗冻胀工程提供理论依据。依据宁夏青铜峡市邵岗镇沙湖村进行的整体式U形混凝土衬砌渠道的原型观测试验结果，采用AKIMA插值法对各部位渠基土的温度梯度进行了计算，再利用有限元软件ANSYS对渠基土的温度场及温度梯度进行了数值模拟。渠道阴坡温度低于阳坡温度，其产生冻胀时间更早、冻结深度更大。在2月初气温回暖时，地温开始逐步升高。不同位置衬砌板下土体的温度梯度变化规律基本相同，均随土体深度的增加而
灌溉排水学报 2021年8期2021-09-02
- 毛细透排水带在渠道防冻胀中的应用
性地下水影响渠道基土冻胀突出，渠道混凝土衬砌板在基土冻融的影响下发生冻胀破坏。为了减小渠道的冻胀破坏，采取在渠道的边坡上铺设聚苯乙烯保温板[1]和渠道边坡换填沙砾石防冻层的方法，对基土的排水主要有渠底埋设排水暗管和渠坡沙砾石反滤层内埋设排水暗管等措施。而渠道铺设保温板后地下水无法排出，导致渠道混凝土板的冻胀再次发生。对于换填沙砾石，由于渠道边坡较陡，沙砾石换填级配难控制，大料滑向底部，边坡的冻胀难以清除；埋设的排水暗管容易发生堵塞等现象，均达不到预期防冻胀
宁夏工程技术 2021年2期2021-07-30
- 苯板厚度对混凝土衬砌渠道基土冻胀的影响
为1.43 m，基土冻胀量在12～14 cm。开原灌区城郊干渠属于中小混凝土衬砌渠道，下水埋深随季节有较大变幅，封冻前地下水位埋深为0.83 m，秋浇后水位急剧上升。冻胀试验场位于开原灌区城郊干渠二闸西南方向6+400 处，设置6 个不同厚度（1.5～9.0 cm）苯板处理，另设置1 个对照组（无保温处理）。每个试块面积均为5 m×5 m，试块上均砌筑8 cm 混凝土砌块。试验观测期为2017 年11 月至2019 年5月，共2 个完整冻融周期。观测内容包
东北水利水电 2021年4期2021-04-20
- 考虑冰盖生消和冰-结构-冻土协同作用的渠道弹性地基梁模型
分迁移等条件下渠基土发生冻胀，但受衬砌结构对其约束作用时会产生冻胀荷载；当衬砌结构产生冰-冻位移且变形程度增强或减小时，相应地表现为对基土约束作用的削减和加强（即对冰盖约束作用的加强和削减）。在冰-结构-冻土间的3个耦合过程相互影响下达到极限平衡状态，最终得到冰-结构-冻土耦合作用下渠道衬砌结构的实际冰-冻位移（如图1）。综上，本研究根据冰盖生消过程3个阶段，通过建立并求解地基梁的挠曲线微分方程进而探明冰-冻荷载作用衬砌结构的实际变形分布，建立方程之前需先
水利学报 2021年2期2021-03-30
- 考虑基土不均匀冻胀的梯形渠道混凝土衬砌弹性地基梁力学模型
化建，王正中考虑基土不均匀冻胀的梯形渠道混凝土衬砌弹性地基梁力学模型李宗利1,2，姚希望1，张 锐1，邵化建1，王正中1,2（1. 西北农林科技大学水利与建筑工程学院，杨凌 712100；2. 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室，杨凌 712100）为了探究寒区高地下水位引起基土和衬砌板耦合非均匀变形对梯形渠道衬砌内力变化影响规律，该研究在前期提出的弹性地基梁模型基础上，将衬砌板与基土相互作用效应分解为基土不均匀自由冻胀位移、衬砌板受到冻土反
农业工程学报 2020年21期2021-01-14
- 挤塑聚苯板对混凝土衬砌渠道防冻性能的影响
方季节性冻土区渠基土冻胀破坏极为广泛，灌渠渗水现象较为严重[3]。因此，渠道冻胀防治是提高灌溉水利用率的有效措施。国内外学者针对灌渠冻胀破坏问题做了大量研究，赵彦琳[4]通过试验观测了随温度改变土体冻胀量和冻胀力的变化趋势，按瞬态模式对模型施加温度荷载，发现玻璃钢衬砌渠道稳定性和整体性较强；吉晔[5]将冻土视为横观各向同性线弹性材料，对东港地区渠道的冻胀破坏进行了详细分析。刘群昌[6]选用柔性增强涂层与沥青混凝土两种抗冻材料，建立了渠道模型对混凝土衬砌进行
水利科学与寒区工程 2020年6期2020-12-28
- 盐环定扬水干渠冻胀原型试验观测与防治措施
因，对渠道周边的基土和地下水取样化验，结果显示，土体母质中含有大量的硫酸盐和氯化物，地下水中盐分含量也较高，渠道渗漏和地下水补给使得有害物质溶解于水后直接入侵混凝土板，造成混凝土强度降低[2]。进一步分析，除有害离子对混凝土产生腐蚀破坏外，冻胀是引起混凝土预制板隆起架空的主要原因。三道井衬砌渠道破坏现状见图1。为了掌握冻胀破坏程度，提出更新改造措施，选取2 km渠道作为试验段，开展冻胀试验观测。图1 衬砌渠道破坏现状水利工程中的冻土与冻害防治研究始于20世
水利水电科技进展 2020年6期2020-12-10
- 渠道混凝土冻胀破坏的原因及防治措施研究
破坏。1.3 渠基土冻融破坏①混凝土板裂缝及鼓胀现象。在寒冷的冬季条件下，混凝土板与渠床基土会在冻结作用下成为整体，在此情况下则会受到较多作用力影响，比如混凝土的收缩作用、冻结作用、冻胀作用等，这些作用比混凝土板的低温状态可承受极限压力更大的情况下，混凝土板容易发生裂缝及鼓胀情况，导致渠基土含水量有所增加，连年冻融效果下，裂缝问题会一年比一年更大，在宽度上增大的极为明显；②架空隆起。在渠道中，地下水位比较高的渠段，会因为地下水与基土的距离比较小，导致冻胀量
珠江水运 2020年13期2020-11-30
- U形渠道冻胀监测试验研究
式衬砌，试验段渠基土测试结果表明，土壤中直径在0.1 mm～0.5 mm的颗粒在总含量中占比85.4%，根据《土工试验方法标准》（GB/T 50123-1999）可以判定区域土壤为级配不良级细砂。渠道所在区域主要表现为泄湖相沉积，水质条件不良，地下水平均埋深1.6 m，水矿化度较高。新疆温宿县灌区农田水利基本建设项目区内年平均气温7.9℃，1月～2月为最冷时段，该时段内平均气温为-7.8℃，极端最低温度为-24.9℃，日照时间长，农业发展主要以人为灌溉方式
陕西水利 2020年5期2020-08-17
- 季节性冻土区渠道衬砌防冻胀措施试验研究
输水渠道衬砌易受基土冻融循环作用产生破坏，影响防渗效果，造成大量水资源的严重浪费。2 渠道衬砌防冻胀措施研究现状在渠道防冻胀措施研究方面，目前主要集中在选择合理衬砌结构、材料、断面形式，同时应用换填、隔热、保温等削减或适应冻胀的措施[4-9]。如杨洪文[10]通过试验指出置换措施受田间回归水影响，置换层易被细颗粒淤塞而缩短工程寿命，且造价较高。张欣[11]等通过试验证明，苯板可提高渠基土温度，减小冻胀量，并建议铺设苯板厚度不低于6 cm，阳坡部位铺设厚度可
水利科技与经济 2020年4期2020-04-28
- 高寒区供水渠道冻害机理分析及防治措施研究
，渠中水会渗入渠基土体中，造成渠基土含水量增高或处于饱和状态。众所周知，水的密度为1.00 g/cm3，而冰的密度为0.92 g/cm3，如果气温降低至使渠基土水混合物冻结时，就会发生体积膨胀，这种现象称为土的冻胀。如果渠基土表面没有约束，则冻胀后地面后会升高，通常把土体冻胀前和冻胀后地面的高差值称为冻胀量。渠道衬砌大多采用现浇混凝土衬砌或预制混凝土衬砌，一般认为混凝土结构为刚性结构，会对土体的冻胀产生一定的约束，从而导致冻胀的土体发生膨胀力，而混凝土结构
水利科学与寒区工程 2020年1期2020-04-24
- 挤塑聚苯板在混凝土衬砌渠道冻胀防治中的应用
产生的冻胀量和渠基土的冻结深度进行比对分析，得出挤塑聚苯板的保温作用原理，推测选用5 cm挤塑聚苯板对该灌渠进行冻胀防治已满足工程要求。本研究加入了瞬态温度场计算，这一方案具有一定的先进性，可为今后混凝土衬砌渠道冻胀防治研究提供参考。混凝土衬砌渠道; 冻胀防治; 数值模拟; 挤塑聚苯板（XPS）我国是一个农业大国，我国的灌区，特别是北方灌区大多处于季节性冻土区，灌溉渠道多发生冻融破坏[1-3]。对于混凝土渠道衬砌，渠基土的冻融作用致使渠道混凝土衬砌体发生破
山东农业大学学报（自然科学版） 2019年3期2019-06-28
- 季节性冻土区梯形衬砌渠道改扩建基土置换的分析研究
模，边坡以50%基土置换，渠底以70%基土置换，理论基土置换厚度在85～115cm。本研究选择无基土置换及基土置换80cm、70cm、60cm、50cm、40cm和30cm实施建模分析。移位载荷边界条件是，下边界受到X轴和Y轴的双向约朿，Ux=0，Uy=0，冻土两侧受到来自水平向的约束，Ux=0，上边界冻胀自由，不受约束。温度载荷条件取地区最冷月的平均温度，即阳坡取-18℃，渠底取-20℃，阴坡取-22.60℃，下边界则取3℃。混凝土指标参数见表1。表1
中国水能及电气化 2019年5期2019-05-25
- 引水干渠冻胀破坏影响因素分析及防冻胀设计方案比选
配颗粒组成，决定基土冻胀性质的关键因素为土颗粒的分散性，即颗粒的形状和大小等，而影响其分散性的因素包括土体粒度、矿物成分、密度等。a.土体粒度。土体颗粒度决定了表面能，颗粒越粗，表面能越弱，吸附水能力越低；颗粒越细，表面能越大，其与水分子之间的作用力也越强。相关学者经研究表明：土体冻胀量和土体中细颗粒含量呈正比，具体关系曲线如图1所示。从图1中可知：土体粒径在0.005～0.05mm之间时，土体冻胀量处于较大值。实际经验也表明：当土体中粒径在0.002～0
水利建设与管理 2018年8期2018-08-29
- 浅议新疆头屯河灌区渠道防渗抗冻措施
温下冻胀，造成地基土冻胀的三个基本因素是：（1）寒冷地区具有持续负温的气候条件；（2）冻土中各种形态水分的存在和外部水源的补给；（3）土的物理学特性，包括土的颗粒组成、矿物质成分和分散性等，在整个冻胀过程中，水是最活跃的决定因素。在上述导致冻胀破会三个基本因素中，只要消除或减弱其中一个因素，就能防止冻胀或减轻冻胀破坏危害，但这三个因素中，要回避负温条件，需要较大或很大工作量，投资较大，经济效益相对较低，因此改变基土的结构成分和切断冻土地基在冻结前和冻结后的
水能经济 2017年12期2017-10-19
- 基土盐-冻胀特性研究
学研究及工程设计基土盐-冻胀特性研究朱武(九江市河道湖泊管理局，江西 九江 332000)为探究水利工程中河道基土盐-冻胀现象发生机理，在前人研究的成果基础上，着重分析干密度、Na2SO4比例、湿度与基土盐-冻胀变形的关系。为了达到实际应用效果，采用线性相关分析法，分别固定其中的两个条件设计试验样本，应用对比思想设计试验方案。依据试验结果，做出可视化的图像对比分析，依次得到干密度、Na2SO4比例、湿度与基土盐-冻胀变形变化曲线。力求借助三者与基土盐-冻胀
中国水能及电气化 2017年8期2017-09-03
- 港区吹填工程软基土处理技术质量控制研究
口地区吹填工程软基土处理技术质量控制问题，介绍相关的处理技术和质量控制的方法，以期达到提高工程质量、精化工程管理、降低工程事故的目的。关键词：软基土处理技术；质量控制引言相比较陆路地区而言，港口区域的土质承载力度较差，软土中具有较多的水分和致腐物，会导致土层的松软和结构空隙扩大，难以稳固工程中的建筑材料。当受到外部因素的干扰时，很容易发生破坏和降低自身的抗压性，轻则影响工程进度，重则发生工程事故，造成严重的损失。所以港口区域的土层不能直接当做工程地基，要通
科学与财富 2017年9期2017-06-09
- 小型U形玻璃钢渠道抗冻胀数值模拟
土结构，一旦出现基土冻胀，可能导致渠道变形、塌陷，从而影响渠道使用稳定性，还可能引发严重事故，危害农田及生产者安全。为有效应对渠道基土冻胀危害，黑龙江、宁夏、内蒙古和青海等地尝试推广玻璃钢渠道[1-2]。事实上在水文和地质条件一定时，温度是影响基土冻胀的关键因素[3-4]。在我国各地的温度差异十分显著，在引入玻璃钢渠道时，需要对温度变化与抗冻胀性能的关系进行研究。本文以新宾县农业灌溉渠道为例，通过建立小型U形玻璃钢渠道模型，采用ANSYS软件对其抗冻胀性能
中国水能及电气化 2017年4期2017-05-12
- 两种典型级配基土-滤层渗滤系统的颗粒流模拟
2)两种典型级配基土-滤层渗滤系统的颗粒流模拟李晓庆1，齐 阳2，唐新军1，高 强1(1.新疆农业大学 水利与土木工程学院，乌鲁木齐 830052；2.新疆建筑设计研究院 勘察部，乌鲁木齐 830002)基于颗粒流理论和流固耦合效应，利用PFC3D程序内置的FISH语言编程，建立基土-滤层渗流模型，针对具有不同级配特征的管涌型土(连续级配、间断级配)，分别进行不同层间系数情况下的系列数值模拟试验，分析渗滤系统中基土、滤层及两者界面处的孔隙率、渗透率、基土流
长江科学院院报 2017年4期2017-04-11
- 渠道防渗工程设计及冻害防治方法研究
下时，由于渠道内基土含有水分，混凝土与渠道基土会因水的凝固而冻成一个整体，混凝土结构同时承受着冻结力、冻胀力和混凝土结构本身因热胀冷缩所产生的拉力，当这些应力超过了混凝土在低温环境下承受力的上限时混凝土板块就会出现裂缝。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渗，地下水丰富、地下水位较高，当冬季低温时混凝土板与渠道基土冻成一个整体，基土中丰富的水分在凝固时膨胀，对混凝土板产生一种隆起、架空的力量，这种现象一般出现在坡脚或者渠底中部等地段，
中国水能及电气化 2017年2期2017-01-20
- 农田灌溉渠道防冻胀施工设计方案比选分析
道冻胀土基可通过基土保温或基土换填的方法进行处理，故对2种方案进行比选：方案1为基土保温法，选用苯板铺设保温防冻层；方案2为基土换填法，选用沙砾料作为原材料，沙砾料在灌区内广泛分布且储量较大，可很好满足施工需求。2.3.1 方案1：基土保温法基土保温法是通过消除渠道冻胀中的温度因素来实现对冻胀灾害的有效预防，其常用材料为苯板（聚乙烯泡沫板）。依据《渠系工程抗冻胀设计规范》（SL23-2006），铺设厚度为铺设渠段设计冻深的10%～15%，即6～11 mm。
中国农业信息 2016年21期2016-05-15
- 考虑土与板间摩擦力的两拼式U形复合衬砌渠道冻胀破坏力学模型
结构中土工膜与渠基土之间的相互作用，土工膜是一种柔性材料，木身具有很好的伸缩性能，加之土工膜有很好的防渗作用[2,3]，能减少冻胀的水源补给，可以减小一部分冻胀变形，又由于渠基土对复合衬砌体的摩擦力减小[4]，导致渠基土对衬砌体的滑动约束减小，在冻胀作用下衬砌体将会在复合土工膜和渠基土接触面上产生一定的冻胀位移量，使得渠基土对衬砌体的切向变形约束减小，从而起到抗冻胀的作用。本文结合宁夏引黄灌区渠道衬砌实际情况，采用土工膜混凝土复合衬砌，将摩擦力考虑在内建立
中国农村水利水电 2016年5期2016-03-26
- 寒冷地区渠道防渗工程的冻胀现象与防治措施
征入题，探讨渠道基土土体的冻胀破坏机理及受力分析，并给出相应的冻胀现象有效防治方案。渠道防渗工程；冻胀现象；机理；受力分析；寒冷地区；防治方案0 前言渠道防渗工程的冻胀现象一般出现于渠道衬砌体位置，它的表现形式就是渠道基土冻胀并引发衬砌板错位、隆起和滑移等现象，造成渠道伸缩缝、衬砌体的破坏开裂，最终使渠道丧失防渗功能。按照寒冷地区冬季温度的变化，冻胀破坏作用方式可以大体分为两类，即由渠道基土所引发的冻胀破坏现象以及由渠道内水体结冰而造成的冻胀破坏现象。1
河南水利与南水北调 2016年12期2016-02-15
- 地下集水工程渗滤系统的离散元数值模拟
渗滤系统淤堵或者基土细粒大量穿过滤层进入集水廊道的问题[2]。然而，目前地下集水工程渗滤系统的研究大多停留在宏观角度，难以从本质上揭示其渗滤机理。渗滤系统的研究问题属于典型的流固耦合问题，目前众多学者[3－11]在解决流固耦合问题时多采用颗粒流的方法。周健等[3]采用颗粒流的方法在砂土管涌——滤层防治方面进行了模拟研究;李识博等[4]对松散堆积物坝基渗透淤堵试验进行颗粒流模拟;倪小东[5]采用颗粒流的方法模拟了管涌的砂槽试验。上述数值模拟试验结果与相关物理
水利与建筑工程学报 2015年5期2015-12-21
- 苯板在严寒地区渠道工程中的选用
料对渠道衬砌下渠基土的地温、冻深及冻胀量的影响，为渠道衬砌工程中材料的选用提供了参考依据。苯板；严寒地区；基土；冻胀1 概述目前中国北方大部分严寒地区的灌区内渠道衬砌普遍采用的一种结构形式是对基土进行换填处理，将渠道内的冻胀性土壤换填成厚砂砾料，来防止混凝土被冻坏。但由于这些地区冬季温度过低，经过多年观察，渠道衬砌的混凝土表面均因冻胀产生了不同程度的变形，断裂，严重影响了渠道衬砌的质量，大幅缩短工程的使用年限。且换填施工时开挖量大，施工困难，施工质量又难以
水利技术监督 2015年4期2015-12-15
- 基土渗透变形类型及其判别方法
832000）基土渗透变形类型及其判别方法吕 梁 （石河子中勘勘察设计院（有限公司），新疆 石河子 832000）摘 要：作为维持整个建筑物稳定性的重要部位，地基在工程中的重要性不言而喻，如何对基土的渗透变形类型及其发生条件进行判断对工程施工具有重要的意义。因此，本文着重探讨了基土的渗透变形类型及其发生条件。关键词：判断；基土；变形类型；发生条件渗透变形是土体在一定水力坡降渗流作用下发生变形或破坏的现象，它包括流土和管涌两种基本形式。在一定的水力坡降下，
中国新技术新产品 2015年9期2015-07-18
- 混凝土渠道衬砌冻害机理及措施分析
很大的损失。一、基土的冻胀机理简析所谓土的冻胀就是土在冻结过程中体积增大的一种自然现象。众所周知，自然界几乎所有物质都具有热胀冷缩的性质，而土为什么会因冻而膨胀呢？人们很自然想到是由于土中水的作用，水在冻结时体积将增大9%，当冰体充满孔隙后将引起土体膨胀。一般黏性土的孔隙率为33%左右。据计算，当土中水饱和时，冻胀率也只有3%左右，而有的土体冻胀率可达10%～20%。实际上，冻胀率的大小主要决定于水分迁移量的大小，而土的冻胀机理主要是水分迁移的机理。水分迁
中国水利 2015年20期2015-03-12
- 《水工建筑物抗冰冻设计规范》桩基设计问题探讨
基直径的大小、地基土层的分布及设计冻深的大小等都是影响桩基工程抗冻拔稳定及强度的重要因素。下面通过工程设计实例说明Ⅱ级冻胀土中的桩基也应进行抗冻拔稳定和强度验算的必要性。表1为设计桩基的4 种地质条件，依据工程所在位置情况，利用《规范》式（B.0.1-1）～（B.0.1-3）及（C.0.2-3）可分别求得1，2 号基土的设计冻深Zd分别为2.06 和2.14 m（实际计算均取2.0 m）；冻胀量h 分别为4.95 和4.56 cm；由《规范》表3.0.9
东北水利水电 2015年9期2015-02-25
- 灌区渠道冻胀防治措施浅析
用的处理方法是对基土进行换填处理，将渠道内的冻胀性土壤换填成40cm厚砂砾料。但经过多年观察，每到冬季，渠道衬砌的混凝土表面均因冻胀产生了不同程度的变形、断裂，且换填施工时开挖量大，施工困难，施工质量又难以保证，换填厚度往往达不到要求。2.2 灌区冻胀表现形式2.2.1 表面剥蚀该灌区渠道均为混凝土衬砌，因砼材料内含有一定水分，在负温下冻结成冰，体积膨胀，当其作用力大于砼强度时，就会产生裂缝，并增大吸水性，经过多个冻结—融化循环和应力的反复作用，灌区内砼表
陕西水利 2014年4期2014-08-15
- 新疆地区混凝土防渗渠道防冻胀处理措施探讨
要是由于负温造成基土与水之间产生胶合力，冻土由于产生物理变形对防渗渠产生反作用力，在不均匀的冻胀作用下，当渠道底板产生不均匀变形时，稳定性将变得极差，造成衬砌结构的坍塌、变形，从而造成混凝土防渗渠道产生冻胀破坏。影响混凝土防渗渠道冻胀破坏的因素有两个：ⓐ持续低温；ⓑ基土含水率高，属冻胀性土壤特性。3 混凝土防渗渠道防冻胀处理措施针对防渗渠产生冻胀的原因，预防混凝土防渗渠道冻胀产生破坏的方法有两个：ⓐ通过降低渠道基土土质水分含量，改变土质结构，改善地温条件；
水利建设与管理 2014年6期2014-04-08
- 有限元数值模拟混凝土衬砌渠道苯板保温效果研究
土衬砌渠道由于渠基土的冻胀作用，受到了不同程度的破坏，尤以北方灌区受损程度最为严重，经过多年的运行，渠道冻胀破坏已成为农业水利工程中亟待解决的问题。混凝土衬砌的冻胀破坏不仅降低了渠系水利用系数，使宝贵的水资源白白流失，同时由于工程的养护、维修与重建也耗费了大量的资金、材料与人力。对于冻土区混凝土衬砌渠道的冻胀问题，国内外专家学者从冻胀产生的因素入手，提出了诸如钢筋混凝土衬砌、渠基土换填法、土工膜防渗法、苯板保温法和新型衬砌结构法等多种解决方法。苯板保温法主
河南水利与南水北调 2014年10期2014-03-05
- 探讨渠道冻胀处理的方式
冻胀破坏是由于渠基土受冻体积膨胀顶托衬砌而形成，渠基土受冻体积膨胀必须具备以下条件：⑴寒冷气候区持续的负温条件；⑵土壤中自由水和毛细水的存在，并且有通畅的水分补给通道；⑶土壤本身的物理力学性质，包括土的颗粒组成，矿物质成份等。在以上三个条件中，土壤中自由水和毛细水的存在是冻胀发生的的先决条件，也是必备条件。在整个浆胀破坏过程中，水是最活跃的因素。从目前受冻胀破坏的渠道来看，基本上位于灌区内，且处于灌区中、下游的居多。这是因为在灌区中下游地区，地下水埋深浅，
科学时代·上半月 2013年12期2013-12-26
- 低品位天然膨润土的深加工
化学组成图1 钙基土的XRD图1.3 膨润土的提纯在前面手工分级的基础上，再通过物理方法对膨润土进一步提纯。根据蒙脱石与长石、石英的比重不同进行湿法分选。首先按照膨润土∶水为1∶3的比例加入水，将拣选后的膨润土放在桶中浸泡4h。然后，边搅拌边加入六偏磷酸钠作为分散剂，搅拌30min后，倒出顶部部分悬浮液。最后，除去上部漂浮的细小树叶等杂质后，再边搅拌边把上部的悬浮液倒出，存放在大容器中，直至水桶底部只剩砂子为止。把存放的悬浮液经过沉降、过滤、干燥得到纯度较
中国矿业 2013年3期2013-11-20
- 浅析混凝土衬砌渠道的冻胀破坏成因及对策
凝土衬砌板本身及基土反复冻胀与融化而造成的。 混凝土是由胶凝材料（水泥）、水、细骨料（砂）、粗骨料（石子）等材料按适当的比例经过拌制而成的拌合物。水在0℃以下结冰成固态，体积就会发生膨胀，温度越低，体积膨胀程度越大，经过冬季反复冻胀与融化，最终造成混凝土的冻胀破坏。 产生混凝土衬砌渠道冻胀破坏的原因有以下几个方面：（1） 土体的多孔松散性为土体内水分的存在创造了存在和迁移空间；（2）渠道输水渗漏增大土体中的水的含量，甚至使土体水分饱和，为结冰造成了条件；（
河南科技 2013年18期2013-11-07
- 渠道防渗工程技术措施浅析
地区，灌区内部渠基土多为冻胀土，地下水含量较高。因此，在进行渠道混凝土面板防渗设计中，必须采取有效措施避免渠道混凝土板的破坏问题。2009年，笔者配合某水利勘测设计院对某预制混凝土板防渗干渠的破坏情况进行了调查，发现：阳坡基本无冻胀破坏，仅个别混凝土板因质量差而产生断裂酥散，有关部门已进行了维修；渠底有轻微冻胀破坏，渠底基本平整，局部有冻胀隆起。混凝土板因质量差而产生断裂酥散的比例约占30～50%。阴坡冻胀破坏问题较严重，现场勘察发现，有较明显冻胀隆起现象
水利科学与寒区工程 2013年3期2013-04-09
- 新疆兵团农六师渠道防冻胀处理方法探究
致渠道砌体、堤岸基土中含有很多水分，这些水分在气温零下时就会冻结成固状物体，其体积发生膨胀，膨胀量为水体的1.20倍左右，并与基土同时膨胀，膨胀的基土受到渠道内刚性衬砌体的制约，就会对衬砌体产生冻胀力，当这种冻胀应力超过衬砌材料抗力时，渠体就随之产生裂缝，增加吸水性和渗漏量，致使砌体结冰冻胀加剧破坏，经过冻结、融化和冻胀应力一次又一次的作用，最后，渠道防渗体就会遭到冻融破坏。原因之二是土体不仅使初始冻结面的水分冻结膨胀，而且未冻区的水分在表面张力及毛细管作
河南水利与南水北调 2012年24期2012-04-10
- 注水井调剖用网络互穿凝胶的研制
基膨润土（简称钠基土）（细度：200目、325目，吉林省公主岭刘房子）；钠基膨润土（细度：200目、325目，吉林省磐石市龙宇实业有限公司）；钙基膨润土（简称钙基土）（细度：200目、325目，吉林省磐石市龙宇实业有限公司）。2.2 实验方法配制3g·L-1HPAM溶液，充分水化后，加入3g·L-1有机铬交联剂，加入60℃恒温水浴中，观察其成胶情况，评价成胶强度；另配以上溶液，分别加入不同浓度的预水化的膨润土；按上述方法观察成胶后情况。2.3 凝胶强度评价
化学工程师 2011年8期2011-02-27
- 汾河灌区现浇混凝土渠道衬砌冻胀试验研究
cm，观测期渠基土重量含水率16.2%～24.5%，冻融变形后发现防渗衬砌层出现裂缝。3.2 试验场气温分析气温是渠基冻结的重要影响因素，试验区气温受太阳辐射影响，总体呈波动式变化趋势（见图2），12月19日开始日平均气温稳定在0℃以下，1月中旬气温在0℃附近波动；之后随着太阳辐射的增强，气温回升较快，2月3日以后气温稳定在0℃以上。日负积温度波动程度强于气温，1月5日为观测期负积温度最低值，之后随气温同步快速回升。3.3 渠基冻深时空分布根据地温统计数
山西水利 2010年1期2010-10-20
- 济钢球团使用钠基膨润土工业试验
产稳定状态下，钠基土替代普通膨润土的替代比大约1.37倍，结果表明，球团矿品位提高0.37百分点，二氧化硅降低0.36百分点，球团矿强度、还原度指标基本不受影响，但竖炉产量约降低2%，返粉、除尘粉约升高15%，膨胀指数升高5.32百分点。按替代比1.37倍计算，使用钠基土年效益可达675.7万元。球团；钠基膨润土；钙基膨润土；竖炉；工业试验1 前言为降低生产球团矿所用黏结剂的使用比例，提高球团矿品位，2003年济钢就开始在球团竖炉生产中进行多种黏结剂造球技
山东冶金 2010年1期2010-08-23
- 混凝土衬砌渠道冻胀破坏原因分析及防治
坏原因分析在渠道基土中含有大量的土壤水，这些土壤水主要为土粒子间填充的自由水和吸附在粒子周围的结合水，自由水的多少与粒子间空隙的大小有关，结合水的多少与土粒子总的表面积有关。对于衬砌混凝土板基土来说，多为夯实土，粒子间隙小，故基土中所含水量主要为结合水。而结合水的多少又与基土的性质有关，即颗粒的比表面积越大，粒子所吸附的水分也越多，即基土的含水量就越大。这样，当长时间为负温时，基土中水分就会结冰，根据水在结冰时体积增大的性质，基土的体积也将增大，这将对其上
河南水利与南水北调 2010年2期2010-08-15
- 道旭灌区衬砌渠道冻胀破坏原因及对策
严重，主要是渠床基土的冻胀变形，衬砌板从齿墙中拱出，由于冻胀隆起、架空,使坡脚支承受到破坏,衬砌板垫层失去稳定平衡。春季基土融化时,与上部的衬砌板缝逐渐拉开断裂，上部板块顺坡向下滑移,错位,互相穿插。渠坡基土融化期的渠坡滑塌,导致坡脚处混凝土板被推开,上部衬砌板塌落下滑，对渠道衬砌造成严重破坏，缩短了防渗衬砌板的寿命，并大大增加了工程维修和管理费用。2.2 冻胀破坏地段及因素总输砂渠采取了防冻胀工程措施，设计比降大，未发生冻胀破坏。冻胀破坏主要发生在南干渠
山东水利 2010年8期2010-08-15
- 衬砌渠道修复工程中的技术措施
寒冷地区,灌区渠基土又多为冻胀土,且地下水含盐量较高。所以在对渠道进行混凝土面板防渗设计中,如何有效避免渠道板的破坏问题,成了灌区节水改造是否成功的关键。本文将对因冻胀引起板破坏的类型、原因及修复工程技术措施进行分析介绍,以期对衬砌渠道防渗设计有所帮助。1 渠道混凝土面板破坏的类型通过对混凝土板防渗渠道破坏现象的分析来看,按其破坏状态大致可分为以下两种:一种是面板破裂,翘起、滑落、严重的渠道边坡塌陷,在此类破坏过程中,混凝土本身的强度、抗冻、抗渗等指标改变
黑龙江水利科技 2010年2期2010-08-15
- 浅谈混凝土防渗渠道防冻胀的技术措施
冻胀破坏是由于渠基土受冻体积膨胀顶托衬砌而形成。渠基土受冻体积膨胀必须具备以下条件:1)寒冷气候区持续的负温条件;2)土壤中自由水和毛细水的存在,并且有通畅的水分补给通道;3)土壤本身的物理力学性质,包括土的颗粒组成,矿物质成分等。在以上三个条件中,土壤中自由水和毛细水的存在是冻胀发生的先决条件,也是必备条件,在整个冻胀破坏过程中,水是最活跃的因素。从目前灌区受冻胀破坏的渠道来看,基本上位于灌区中下游。这是因为在灌区中下游地区,地下水埋深浅,土壤颗粒细,土
山西建筑 2010年14期2010-07-17
- 季节性冻土地区衬砌渠道的冻害成因与防治措施
破坏冻胀破坏指渠基土冻胀和融沉对混凝土衬砌结构的破坏。当渠基土为冻胀性土，且其含水量大于起始冻胀含水量时，在冬季负温的作用下，由于渠基土中的水冻结后体积增大，造成土体膨胀，而使衬砌结构隆起。当冻胀变形超过衬砌结构的允许变形时，或因冻胀而产生的冻胀力超过衬砌结构的抗裂或抗拉强度时，衬砌结构就会开裂，甚至折断。在春节消融时又造成渠床表土层过湿，使土体失去强度和稳定性，往往会导致衬砌体的滑塌。1.2 冻融破坏冻融破坏指混凝土衬砌材料内部孔隙水的冻融导致衬砌板的破
水科学与工程技术 2010年1期2010-04-14
- 混凝土渠道防渗冻害的成因及防治措施
，混凝土板与渠床基土冻结成一个整体，承受着冻结力、冻胀力，以及混凝土板本身收缩产生的拉应力等。当这些应力值大于混凝土板在低温下的极限应力时，板体就发生破坏。b.混凝土渠道防渗的冻胀裂缝，多出现在尺寸较大的现浇混凝土板顺水方向，缝位一般在渠坡坡脚以上1/4～3/4坡长范围内和渠底中部。当冬季渠道积水或运行时，一般出现在水面附近的渠坡上。c.当混凝土板块尺寸过大、不能适应温度收缩变形时，将由于温度应力造成纵向或横向裂缝。当缝间止水材料不能适应低温变形时，将在分
现代农业研究 2009年2期2009-03-27