引黄灌渠梯形渠面衬砌结构冻胀特性仿真研究

Simulation study on frost heave characteristics of trapezoidal canal surface lining structure in the Yellow River diversion irrigation canal

为研究引黄灌渠梯形渠面衬砌板冻胀特性,引入弹性地基梁计算模型,采用ABAQUS仿真平台进行不同地下水埋深下衬砌底、坡板冻胀分析。研究表明,衬砌底板冻胀剪力分布具有对称性,而坡板上为非线性下降,地下水埋深与冻胀剪力量值为负相关关系,同时,底板冻胀剪力量值以及受地下水埋深影响敏感性均高于坡板。衬砌结构峰值弯矩均位于中部,两端弯矩为0,在地下水埋深梯次递增1m的前提下,底、坡板峰值弯矩分别平均减少了38.5%、25.4%。仿真计算表明,底、坡板冻胀量分布与弯矩分布具有相似性,坡板峰值冻胀量所在位置距坡脚1m,受地下水埋深梯次变化影响,底板冻胀量降幅高于坡板,但后者冻胀量值水平高于前者。研究成果可为渠道衬砌结构防冻胀设计提供理论依据。