装配式U形混凝土渠道衬砌钢模具数值模拟

为了探求装配式U形混凝土衬砌渠道钢模具在预制混凝土衬砌板时的应力应变规律,以D60装配式U形混凝土渠道衬砌钢模具为研究对象,运用ADINA软件对不同厚度、不同纵向加劲肋及不同横向加劲肋的钢模具进行数值模拟。结果表明:钢模具的变形在直线段最大,弧线段次之,直线连接段和弧线连接段最小;等效应力在直线连接段和弧线连接段最大,直线段和弧线段较小,并且钢模具厚度的影响程度>纵向加劲肋数量的影响程度>横向加劲肋数量的影响程度;在一定的变形允许范围之内,装配式U形混凝土衬砌渠道钢模具的厚度以8~10 mm为宜,纵向加劲肋以3~4根为宜,横向加劲肋以2根为宜(布置在直线段和弧线段各1根)。

农田灌溉混凝土渠道衬砌施工技术

为保证农田渠道现浇混凝土防渗渠道的防渗效果和耐久性,对农田灌溉防渗渠道衬彻施工技术,并对施工预备、混凝土材料、混凝土配合比以及混凝土的浇筑等方面进行总结,以保证施工质量,做到优质、经济、安全。

水利工程建设施工中混凝土衬砌渠道防渗漏技术的运用

水利设施建造扮演着区域社会经济进步的核心角色,关键的一环便是混凝土衬砌渠道防渗漏技术的运用,此技术的实施状况将直接影响工程的安全度、稳定性以及总体成本。本文是对水利设施中,混凝土衬砌渠道防渗漏技术的研究,论文从工程的需求出发,证明得出混凝土衬砌渠道防渗漏技术的必要性。而后详细讨论了此技术的应用方法,包括遴选适宜的混凝土、混合以及倾筑技术,还有后期的维护工作。论文提供一项具体的工程实例,展示该技术如何应用并呈现出显著的效果。研究显示,基于周密的设计与施工准备,加之严谨的操作,混凝土衬砌渠道的防渗漏技术不仅显著防止了水源渗漏,还确保了渠道的安全稳定,提升了工程质量,减少了维护开支,展现了高度的实用价值。本文对于水利工程建设者在采用此防渗漏技术时提供了关键的技术参考与指导。

水利工程混凝土衬砌渠道防渗漏技术探讨

混凝土衬砌渠道可能存在一定程度的渗漏。这可能由于混凝土质量不佳、施工工艺不当、渠道变形等原因引起。因此,需要研究如何提高渠道的抗渗能力,减少渠道的渗漏损失。地下水位的变化对渠道的渗漏情况有着重要影响。当地下水位上升时,会增加渗漏的压力;而当地下水位下降时,可能导致渠道周围土壤下沉,从而产生裂缝并增加渗漏的风险。因此,需要研究如何应对地下水位变化,保证渠道的防渗性能。研究人员可以探索新型材料的应用,以提高混凝土衬砌渠道的抗渗性能。例如,添加特定的填料或掺合物,改善混凝土的致密性和耐水性。研究渠道施工过程中的技术和质量控制方法,以减少施工过程中可能引起的渗漏问题。这包括施工工艺、模板设计、混凝土浇筑等方面的研究。综上所述,混凝土衬砌渠道防渗漏技术研究的背景可以涉及渠道渗漏问题、地下水位变化、材料选择和改进、施工技术与质量控制以及监测与维护等方面。通过这些研究,可以提高混凝土衬砌渠道的防渗漏性能,确保水利工程的安全和可靠运行。

混凝土衬砌渠道保温防冻胀技术研究

通过调研我国北方大型灌区渠道保温防冻胀技术应用现状,并进行理论分析,提出了混凝土衬砌渠道保温防冻胀最佳结构型式,并确定了其适用条件和范围。基于热传导理论和热阻等效原理建立了相应的保温板厚度计算公式,利用黑龙江蛤蟆通灌区试验数据确定了冻土等效导热系数计算方法,并对保温板厚度计算公式进行了验证。结果表明,计算值与最佳方案保温板厚度的最大误差为5.62%,说明该计算公式有较高精确度,可以在黑龙江及其相似地区推广应用。

混凝土衬砌渠道置换防冻胀标准化技术模式

冻胀破坏是制约季节性冻土地区渠道衬砌与防渗工程建设的关键因素,采用非冻胀性材料置换渠道冻胀性土壤是有效防止渠道冻胀破坏的措施之一。针对北方寒冷地区渠道冻胀破坏的特点及置换防冻胀技术应用中存在的问题,提出了混凝土衬砌渠道置换防冻胀标准化结构形式,明确了其适用条件和范围,确定了置换层施工的技术要求,并基于热阻等效原理建立了置换层厚度的计算公式,根据工程实例数据确定了计算修正系数,并利用新疆冲乎尔灌区渠道置换防冻胀试验进行了验证,最终的置换层厚度计算值与最佳设计值之间最大误差仅为4.3%,表明该计算公式有较高精确度,对渠道置换防冻胀工程的设计建设可起到一定参考作用。

考虑太阳辐射的寒区混凝土衬砌渠道冻害机理

针对太阳辐射作用下季节冻土区渠道衬砌冻害机理研究的局限性,从气象参数的角度,考虑辐射、气温、风速等实际环境因素,结合原型观测资料,通过建立非稳态相变温度场有限元模型,对靖会总干渠混凝土衬砌渠道东西走向段渠坡冻结期热状况及其与吸收的太阳辐射能之间的关系进行分析。结果表明:渠基温度场的横向不对称不均匀分布是季节冻土区渠道冻害的主要原因;渠坡日平均日照时长和日平均辐射总量呈横向不对称不均匀分布;阴、阳坡渠基浅层(衬砌板下0.4 m)平均温差与坡板平均太阳辐射量差呈多项式关系;渠基最大温差与深度呈线性关系;太阳辐射吸收系数对渠基热交换影响较大,阴、阳坡板表面最大温差随着吸收系数的增大而线性增加;吸收系数由0.65增加至0.8时,阴、阳坡冻深分别减少25%和37%。

季节冻土区梯形混凝土衬砌渠道冻胀预测研究

依据热传导和质量迁移理论,建立渠基冻土温度场、水分场和应力场耦合数学模型,分析了影响季节冻土区渠基土体冻结的核心因素温度和水分运移量,提出以冻结期渠基土体温度和水分迁移量为变量,建立渠基土体冻深和冻胀量预测模型。借助于季节性冻融条件下梯形混凝土衬砌渠道原型观测成果,观测了冻结期渠基以下5 cm处土体温度以及水分迁移量,研究了季节冻融渠基温度和水分运移及其诱发的冻深发展和冻胀变形的变化。经检验,预测曲线与实测曲线基本一致,且满足误差要求,用冻结期土体温度和水分迁移量来预测冻深、冻胀的方法准确可行。

利用粉煤灰和聚丙烯纤维配制渠道衬砌混凝土的试验研究

研究了水胶比、粉煤灰掺量、聚丙烯纤维掺量对混凝土抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度的影响。结果发现,即使粉煤灰掺入量达到300 g/kg,混凝土的强度等级也在C30以上;纤维掺量对混凝土抗折强度和劈裂抗拉强度的影响规律基本一致,纤维掺量越大混凝土抗折、抗拉强度越大。这表明,在渠道衬砌混凝土中掺入适当比例的粉煤灰和聚丙烯纤维是可行的,能满足渠道衬砌对混凝土的强度要求。

浅析动水法在混凝土衬砌渠道应用中的局限性

混凝土衬砌渠道在应用动水法时其结果往往差强人意,甚或毫无意义,明晰其误差产生原因,有利于明确动水法的实际应用。本研究以石津灌区四干三分干南四支混凝土衬砌渠道为实例,通过变水位静水法测验建立了渗漏强度函数,并以同年度流量观测资料拟合了渠道流量与水深的函数关系。基于两函数,以水量平衡原理为依据,模拟1km渠道长度时动水法的实施情况。实例分析结果表明,当流量在0.4～0.8m^3/s情况下,1km渠道上下游断面流量损失为3.615～4.130×10^(-3) m^3/s,水位落差介于2.415～3.026mm。混凝土衬砌渠道渗漏量很小,1km渠道渗漏量引起的水位下降常不足5mm。动水法中水深观测常用的水尺,在流动水中已很难保证如此高精度的观测,可见混凝土衬砌渠道的测渗工作当谨慎采用动水法。

渠道衬砌混凝土力学性能试验研究

通过正交试验方法,研究了渠道衬砌混凝土水胶比、粉煤灰和纤维掺量对其抗压强度、抗折强度及劈裂抗拉强度的影响规律。试验结果表明:水胶比是影响混凝土抗压、抗折及劈裂抗拉强度的主要因素;粉煤灰掺量为15%时混凝土抗压强度达到最大值,粉煤灰对混凝土抗折及抗拉强度的影响较小;纤维掺量对混凝土抗折及劈裂抗拉强度的影响仅次于水胶比,且掺量越大获得的抗折及劈裂抗拉强度越高。

混凝土衬砌渠道保温效果的研究

在北方寒旱区,防渗衬砌渠道面临的难题之一就是冻害,冻胀破坏对水利工程的危害较大,因此刚性衬砌渠道的防冻胀研究是重要的工程技术问题。针对内蒙古自治区季节性冻土地渠道混凝土衬砌严重冻胀破坏现状,提出在该地区渠道混凝土衬砌下面铺设不同厚度的新型保温材料聚氨酯保温板来解决,并在该地区进行了现场试验。通过采用数值模拟的方法,模拟现场各种保温措施工况,并与实际监测得到的数据对比分析,得出该地区阴坡渠道采用6 cm厚的聚氨酯保温板可削减冻胀量12.5 cm,削减冻深35 cm,冻胀削减率达到80%。在满足渠道冻胀原则的情况下,可有效地阻止衬砌体冻胀损坏。不仅解决了渠道衬砌冻胀破坏问题,而且为后续渠道衬砌施工中聚氨酯保温板厚度设计提供了技术支撑。

U形混凝土衬砌渠道刚性连接缺陷渗漏损失评估方法初步研究

如何精确评估季冻区U形混凝土衬砌结构刚性连接缺陷裂隙渗漏损失是渠道防渗工程中必须要考虑的重要问题之一。基于裂隙渗流立方体定理和规范中推荐使用的经验公式对缺陷裂隙渗漏量计算,表明利用裂隙渗流公式评价渠道衬砌刚性连接缺陷裂隙渗漏损失是可行的。规范推荐公式的计算过程仅反映单位长度渠段上的平均渗漏情况,不能准确反映出混凝土衬砌渠道渗漏水位置,针对这一关键问题,提出建立坐标系,建立裂隙渗流计算函数,引入渗漏水位置的设想,并给出求解函数时边界条件及参数确定的方法。

高地下水位渠道混凝土衬砌冻胀损坏数值模拟研究

地下水位比较高的渠道容易发生冻胀破坏,因此渠道工程建设首先要解决渠道冻胀损坏的问题。在借鉴已有理论如冻土力学、三场耦合、材料力学、弹性力学、渗流等理论基础上,文章分析了渠道基土冻胀以及衬砌结构,并构建了渠道混凝土衬砌冻胀损坏力学模型以及冻土的弹性本构模型,利用模型模拟冻胀过程中三场耦合的数据,最后得到新型的防冻胀结构来预防渠道的冻害发生。

挤塑聚苯板对混凝土衬砌渠道防冻性能的影响

为探明混凝土衬砌渠道冻胀破坏原因,确保灌区的健康持续发展,以甘肃省疏勒河灌区干渠为研究对象,对挤塑聚苯板在混凝土衬砌渠道冻胀防治中的应用进行了研究,结果表明:设计过程中需根据实际工况合理选用苯板,随着苯板铺设厚度的增加,保温作用的增加变缓,平均1 cm苯板可以减少6.44 mm冻胀量和14.19 cm冻深,5 cm厚的苯板完全满足疏勒河灌区干渠冻胀防治要求,可为苯板厚度的选择及后续的抗冻胀设计提供参考依据。

寒区预制混凝土衬砌梯形渠道弹性冻土地基梁模型

基于Winkler弹性地基梁理论及有限杆单元的思想,以单块预制板为研究对象构建其挠曲线微分方程并求解;在此基础上,考虑冻土-结构接触界面及预制板间填缝处的协调变形与相互作用,引入端部边界条件及板间连续性条件,同时砂浆填缝处弯矩为零,将多块预制板联系起来,构建预制混凝土衬砌梯形渠道弹性冻土地基梁模型。再由切向静力平衡条件导出切向控制方程并求解,最终获得衬砌板各截面法向冻胀位移与切向位移的解析表达式。以新疆北部某梯形渠道为例,对衬砌各截面法向冻胀位移、切向位移、接触面法向应力、切向冻结力及上表面应力进行计算。结果表明:本文模型计算的法向冻胀位移与观测值符合良好,与弹性支承法、杆系有限元法计算结果相比更接近观测值。上表面应力估算的易开裂范围与实地调查结果基本相符,表明了模型的合理性。由于存在不连续断面即砂浆填缝,衬砌板法向冻胀位移、接触面法向应力、截面弯矩和上表面应力均存在一定的起伏,出现正负交替现象。顶推力作用下坡板各截面均存在切向位移,且自坡脚向坡顶非线性减小,在坡顶达到最小值。

挤塑聚苯板在混凝土衬砌渠道冻胀防治中的应用

针对季节性冻土区山东省聊城市位山灌区混凝土衬砌渠道的冻融破坏问题,利用 ANSYS 有限元软件建立铺设不同厚度挤塑聚苯板的混凝土衬砌渠道模型,计算其瞬态温度场分布和位移场分布,并结合相关实测数据进行分析。结果表明,经一年持续观测,在日最低气温随时间变化的外界环境条件下,不论是否铺设挤塑聚苯板,最大冻结深度出现的时间相对于年最低气温出现的时间来说均具有滞后性。通过对铺设不同厚度挤塑聚苯板渠道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。

北方混凝土衬砌渠道苯板保温效果的数值模拟

冬季北方地区的混凝土衬砌渠道常受到基土的冻胀作用而发生破坏,从而导致水利工程不能正常发挥作用。以黑龙江蛤蟆通灌区为原型渠道,采用ANSYS有限元软件,对不同厚度保温板方案下渠道衬砌的温度及位移量进行数值模拟分析。结果表明,假设冻土为横观各向同性材料,数值模拟结果能较好地反映原型渠道的冻胀变位结果;黑龙江蛤蟆通灌区的保温板厚度在渠坡10cm、渠底12cm的情况下防冻胀效果好,且经济合理。研究结果为保温防冻设计中保温板厚度选取提供借鉴。

农田混凝土衬砌渠道质量模糊综合评价

为有效反映农田混凝土渠道衬砌工程质量评价指标体系中主、客观评价信息,引入基于德尔菲法与层次分析法相结合的融合权重;运用模糊综合评价法建立了农田混凝土衬砌渠道质量模糊综合评价模型。通过工程实例验证,结果表明:该工程项目质量良好、合格和不合格的隶属度分别为39.9%、60.1%、0%;整个工程项目的质量最终评价为83.48,评定该项目的质量等级为合格。结合工程项目后期运行状况,并与传统评价结果对比,证明农田混凝土衬砌渠道质量模糊综合评价方法可行、有效。

混凝土衬砌机在引江济淮施工中的应用

近年来,国家大力推进水利工程建设以实现水资源的调节和可持续发展。阐述了针对引江济淮J009-1标段对岩石边坡格构梁开挖采用的新工艺、变化坡比的渠道坡面混凝土衬砌机的应用、薄壁混凝土施工质量控制、繁杂工序的施工组织管理、高度机械化施工作业等施工技术,所取得的经验可为其他类似项目的施工参考。