输水渠道衬砌结构冻胀特性影响变化仿真研究

Simulation study on frost heave characteristics of water conveyance canal lining structure

为研究艾力克塔木渠道衬砌结构防冻胀设计,引入非线性冻胀反力系数,建立起非线性地基梁衬砌结构模型,探讨了不同衬砌板弹性模量方案下冻胀特性影响变化。研究表明,衬砌板模量参数会影响渠底板、渠坡板冻胀反力变化特征,在不同弹性模量方案内,冻胀、冻结力演变过程有所差异,衬砌板模量不匹配,会影响衬砌结构冻胀作用力分布,模量30GPa~35GPa时,渠底板、渠坡板分布较低冻胀力。衬砌板模量参数变化,衬砌结构弯矩、冻胀量变化特征保持一致。衬砌结构弯矩均为先增后减变化,且模量愈大,弯矩愈低。在各模量方案中,渠底板、渠坡板峰值冻胀量分别位于断面1.1m、1.7m处,增大衬砌板弹性模量,可改善渠道冻胀变形。结合衬砌结构冻胀影响,衬砌板弹性模量为30GPa时最适宜。该研究可为输水渠道衬砌结构抗冻胀设计优化提供参考。