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高聚物材料改性下输水渠道渠基土冻胀试验研究
1
作者
宋涛
《水利科学与寒区工程》
2024年第2期50-53,共4页
为研究头屯河水库枢纽下游渠基土改良冻胀效果,采用自研冻结试验装置,开展了改良渠基土的冻胀试验,探讨了高聚物改性剂、含水率两因素对冻胀特性影响。试验结果表明,高聚物含量不同,会在初始冻胀等阶段,影响冻结速率表现,高聚物含量愈多...
为研究头屯河水库枢纽下游渠基土改良冻胀效果,采用自研冻结试验装置,开展了改良渠基土的冻胀试验,探讨了高聚物改性剂、含水率两因素对冻胀特性影响。试验结果表明,高聚物含量不同,会在初始冻胀等阶段,影响冻结速率表现,高聚物含量愈多,冻胀量愈小,同时随冻结时间梯次变化,增幅愈低,但高聚物含量4~6层后,试样冻胀量受抑制减弱。含水率不改变试样冻胀时程特征,但会影响冻结速率,含水率愈高,冻结速率以及冻胀量均愈大,且含水率超过18%后,冻胀量表现更为显著。峰值温度梯度与高聚物含量具有二次函数关系,以高聚物3层时,峰值温度梯度为最小值;含水率递增,会促进峰值温度梯度与高聚物含量间变化敏感度。从冻胀时程特征以及温度梯度来看,高聚物3层时,改良渠基土的抗冻胀效果最优。
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关键词
高聚物
头屯河水库
渠基土
冻胀试验
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职称材料
考虑含水条件的渠基土冻胀特性试验研究
被引量:
5
2
作者
王淼
郭妍秀
+3 位作者
苏安双
孟上九
张爱民
海明威
《自然灾害学报》
CSCD
北大核心
2023年第3期74-84,共11页
水是促使土体发生冻胀破坏的关键因素,而渠道作为农业灌溉主要的输水载体,受季冻区环境威胁极易发生冻胀破坏。为了系统地研究水分对渠基土冻胀特性的影响,选取松干渠道典型土为研究对象,考虑不同的补水方式,探讨了不同含水率对渠基土...
水是促使土体发生冻胀破坏的关键因素,而渠道作为农业灌溉主要的输水载体,受季冻区环境威胁极易发生冻胀破坏。为了系统地研究水分对渠基土冻胀特性的影响,选取松干渠道典型土为研究对象,考虑不同的补水方式,探讨了不同含水率对渠基土冻胀特性的影响,给出了温度场、水分场和冻胀量的变化规律,对比分析两种补水方式的冻胀差异性,构建了关于含水率与补水方式的冻胀预测方程。结果表明:无论何种补水方式,冻胀量与初始含水率均成正比;同等条件下,开放系统的冻胀变形较封闭系统更明显,二者之间的比值为2~22,比值随着含水率的增大逐渐减小。研究成果可为渠基土冻胀防治提供参考。
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关键词
季节性冻土区
渠基土
冻胀
含水率
补水方式
冻胀特性
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职称材料
渠基土室内换填冻胀试验
被引量:
2
3
作者
姜国辉
田金玉
+1 位作者
王思文
李玉清
《沈阳农业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第5期568-576,共9页
渠基土换填法是目前有效减小渠道冻胀破坏的方法之一,选取合理换填材料与换填深度是有效控制渠道冻胀破坏的关键。目前换填法研究更多的是采用有限元软件对渠基土换填进行分析,而相关的室内试验较少。以沈阳市浑浦灌区粉质黏土为研究对...
渠基土换填法是目前有效减小渠道冻胀破坏的方法之一,选取合理换填材料与换填深度是有效控制渠道冻胀破坏的关键。目前换填法研究更多的是采用有限元软件对渠基土换填进行分析,而相关的室内试验较少。以沈阳市浑浦灌区粉质黏土为研究对象,选取砂砾料和粉细沙作为换填材料,对渠基土进行30,50,70,90,110mm 5种深度换填,进行室内单向冻结试验。在初始温度相同条件下,观测不同换填条件下土样的冻胀变形量、内部温度和冻结速率等变化特点。结果表明:相同土柱高度时,换填前后土样内部各点温度随时间关系曲线均呈“S”型分布,换填砂砾料与粉细砂分别使土样的起始冻结时间提前2.0h和1.3h,均会缩短土样冻结历时,分别缩短4.0h和2.0h,降低土样冻胀量,不同材料相同换填深度时,砂砾料削减冻胀量效果好于粉细沙,换填70mm时,2种换填材料冻胀量削减率分别为70.44%和59.85%,同种材料不同换填深度时,冻胀量削减随着换填深度增加。对2种换填材料冻胀量与换填深度关系曲线进行拟合,得出满足防冻胀规范设计标准砂砾料与粉细沙的换填深度分别为81.625mm和111.326mm。在相同冻结历时情况下,对换填深度与冻结深度、渠基土冻结厚度进行拟合分析,结果表明:换填2种材料均会不同程度上增加冻结深度,换填70mm时,2种换填土样的冻结深度分别为16.7457cm和15.2001cm,由于粉细沙的物理性质较砂砾料相比更接近渠基土,故砂砾料对冻深的影响较大;单一从换填后2种换填材料对渠基土冻结厚度方面考虑,换填粉细沙后渠基土冻结厚度要小于砂砾料,削减冻胀量效果好于砂砾料。但由于砂砾料对冻胀量的削减效果好于粉细沙,故2种换填材料对渠基土冻结厚度影响较冻胀量削减对降低渠道冻胀破坏的作用较小。针对渠基土进行换填研究,给出不同换填情况下对渠道冻胀的影响情况,各工程可根据灌区渠基土冻胀特点与实际工程需要采取合理的换填方案。
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关键词
换填法
渠基土
砂砾料
冻胀量
温度场
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职称材料
衬砌粗糙度对季节冻土区渠基土-衬砌接触面间峰值抗剪强度的影响
被引量:
1
4
作者
马小涵
薛珂
+5 位作者
高樯
张明礼
刘建平
谢军
向卿
杨明东
《冰川冻土》
CSCD
北大核心
2022年第2期535-544,共10页
目前来看,在构筑物与土体表面粗糙度影响土-构筑物接触面间切向冻胀力方面的研究还较少,因此,本研究从川西季节冻土区渠基土-衬砌接触面的切向冻胀力问题出发,着重考虑衬砌表面粗糙度这一因素对接触面间抗剪强度、黏聚力、内摩擦角的影...
目前来看,在构筑物与土体表面粗糙度影响土-构筑物接触面间切向冻胀力方面的研究还较少,因此,本研究从川西季节冻土区渠基土-衬砌接触面的切向冻胀力问题出发,着重考虑衬砌表面粗糙度这一因素对接触面间抗剪强度、黏聚力、内摩擦角的影响规律和影响效应,并结合环境温度、含水率及冻结时长,利用正交分析综合探究了4种因素对接触面间峰值抗剪强度影响的相关性和显著性,结果表明:接触面间抗剪强度、黏聚力、内摩擦角随衬砌表面粗糙度变化呈现相同规律,即衬砌表面越粗糙,3项指标随即增大。正交分析中揭示了影响接触面间峰值抗剪强度大小最显著的因素是衬砌粗糙度,其次是环境温度和含水率,冻结时长的影响效应不显著,同时低温、低含水率、较长冻结时长、较高衬砌粗糙程度下的峰值抗剪强度越大。此项结果可为季节冻土区渠系工程防冻胀危害提供理论支撑。
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关键词
季节冻土区
渠基土
-衬砌接触面
衬砌粗糙度
峰值抗剪强度
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职称材料
灌区渠基土改良下力学试验及冻胀特征研究
被引量:
3
5
作者
张西法
《海河水利》
2023年第7期100-104,110,共6页
为评估分布黄土改良治理效果,以黄土渠基为试验对象,设计了木质素改良下黄土力学试验,并基于此开展黄土干渠衬砌结构冻胀仿真计算。由试验结果得知,木质素成分含量高或低,均不会改变改良土试样应变破坏特点,但木质素含量提高,改良土应...
为评估分布黄土改良治理效果,以黄土渠基为试验对象,设计了木质素改良下黄土力学试验,并基于此开展黄土干渠衬砌结构冻胀仿真计算。由试验结果得知,木质素成分含量高或低,均不会改变改良土试样应变破坏特点,但木质素含量提高,改良土应力水平会增大,但在掺量3%后提高效果会减弱。相比之下,含水率因素会改变改良土试样应力应变曲线特征,在含水率14%~18%与20%~22%下分别为应变软化、应变硬化特点;含水率提高,峰值应力降低,而围压增大,可减弱含水率对改良土承载应力的负面作用。基于冻胀仿真计算,获得了原状渠基土与改良黄土衬砌结构冻胀位移在断面上均为对称分布,峰值冻胀位移处于断面1 m处,且改良黄土衬砌结构冻胀位移值低于原状渠基土,经改良后渠基土受含水率影响冻胀危害弱于后者。本研究可为输水灌渠土体物化治理设计及冻胀仿真计算提供参考。
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关键词
渠基土
改良
力学
冻胀
许家崖水库
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职称材料
生石灰添加对北方粉质盐碱渠基土冻胀融沉改良研究
被引量:
1
6
作者
冯玉坤
《吉林水利》
2022年第3期24-27,32,共5页
为控制和改善由于北方寒区冻融过程所导致的渠道基土的冻胀变形等现象,丰富盐碱渠基土改良相关工程的理论和经验。研究采用室内试验的方式,选择能对生石灰改良渠基土冻胀融沉特征产生影响的生石灰掺量、冷端温度以及含水率3个因素,在不...
为控制和改善由于北方寒区冻融过程所导致的渠道基土的冻胀变形等现象,丰富盐碱渠基土改良相关工程的理论和经验。研究采用室内试验的方式,选择能对生石灰改良渠基土冻胀融沉特征产生影响的生石灰掺量、冷端温度以及含水率3个因素,在不同梯度水平条件下进行单因素冻融试验,通过探讨各因素对生石灰改良粉质粘土冻胀率和融沉系数的影响规律,确定改良的最佳掺量条件。结果显示,生石灰最佳掺量为12%,且尽量降低渠基土的初始含水率,可达到控制冻胀变形,防止冻胀破坏的目的。相关结论可为相关工程应用提供有益的借鉴和思考。
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关键词
生石灰
粉质盐碱土
渠基土
冻胀变形
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职称材料
双塔灌区输水渠基土改良下地震动力特性影响研究
7
作者
苗亮
《水利技术监督》
2023年第6期169-173,180,共6页
为研究双塔灌区输水渠基土层改良设计方案,开展了现场渠基土层波速分析以及地震动响应特征计算,从土层波速、自振特性以及地震动响应特征评价改性剂掺量适宜问题。研究表明,压缩波速高于剪切波速,而饱和土层中两者差幅更显著,非饱和与...
为研究双塔灌区输水渠基土层改良设计方案,开展了现场渠基土层波速分析以及地震动响应特征计算,从土层波速、自振特性以及地震动响应特征评价改性剂掺量适宜问题。研究表明,压缩波速高于剪切波速,而饱和土层中两者差幅更显著,非饱和与饱和改良土层中,剪切、压缩波速分别差幅为0.58~1.6倍、0.83~3.2倍,掺量为3%时具有峰值波速。改性剂掺量超过3%后,自振频率变幅较大;饱和土层的自振频率、地震动力放大系数均高于非饱和,且地震波PGA增大,两者参数间差异性减小。随改性剂掺量梯次变化,PGA0.15g、0.25g、0.35g工况中非饱和土层位移响应值具有平均降幅14.1%、6.9%、5.5%,而饱和土层受掺量影响降幅低于非饱和土层。控制改性剂掺量,有助于抑制渠基土层地震动响应特性,提高渠基抗震能力,掺量为3%左右最适宜。论文可为研究灌区输水渠基改良设计以及地震动响应分析提供参考。
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关键词
双塔灌区
渠基土
改良
地震
波速
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职称材料
宁夏衬砌渠道渠基冻胀率水热响应试验研究
被引量:
1
8
作者
王羽岱
王斌
+1 位作者
苗福生
马楠
《节水灌溉》
北大核心
2024年第6期27-34,共8页
衬砌渠道周围的水分与温度场分布存在明显差异,此范围内渠基土在水热两场耦合作用下冻胀有明显不同。基于这种差异,开展渠基土在不同水分、温度条件下冻胀率试验研究。结果表明:在不同温度条件下,土体冻胀率随温度的变化过程可分为2个阶...
衬砌渠道周围的水分与温度场分布存在明显差异,此范围内渠基土在水热两场耦合作用下冻胀有明显不同。基于这种差异,开展渠基土在不同水分、温度条件下冻胀率试验研究。结果表明:在不同温度条件下,土体冻胀率随温度的变化过程可分为2个阶段,当温度从0℃降至-5℃左右时,在此阶段产生的冻胀率约占整个冻胀过程的50%~80%,冻胀率与温度线性关系明显。随着温度继续降低,2者非线性关系明显。在无补水情况下,相同温度条件下的土体,初始含水率越大,所产生的冻胀率越大;初始含水率25%和35%的土体产生的冻胀率均为初始含水率15%土体的1倍到2倍以上。当土体在冻胀过程中有水分补充时,其冻胀率与水分变化线性关系明显,初始含水率越大的土体产生的冻胀率增量越大,初始含水率25%、35%的土体冻胀率增量均为15%土体的2倍以上。提出的水热耦合条件与渠基土冻胀率的多元非线性关系与试验数据吻合较好。建立数值模拟模型,对衬砌渠道不同位置处冻胀作用分布与变形进行计算与分析,结果表明:温度越低、水分越大,衬砌渠道所受到的切向冻胀力与法向冻胀力越大。水热变化差异越大时,土体冻胀导致的衬砌渠道冻胀变形越显著。
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关键词
衬砌渠道
渠基土
温度
含水率
水热耦合
冻胀率
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职称材料
有无毛细水上升对衬砌渠道冻胀影响差异研究
9
作者
王羽岱
王斌
+1 位作者
苗福生
马楠
《节水灌溉》
北大核心
2024年第11期110-118,共9页
衬砌渠道周围渠基土水热分布条件不同,当渠基土在冻结过程中有无毛细水上升条件下冻胀差异明显。基于这种差异,开展不同初始含水率渠基土在不同温度条件下有无毛细水上升冻胀率试验,研究土体冻胀变形在这种情况下的变化规律。以此为依据...
衬砌渠道周围渠基土水热分布条件不同,当渠基土在冻结过程中有无毛细水上升条件下冻胀差异明显。基于这种差异,开展不同初始含水率渠基土在不同温度条件下有无毛细水上升冻胀率试验,研究土体冻胀变形在这种情况下的变化规律。以此为依据,建立数值模拟模型,对冻结过程中有无毛细水上升渠基土冻胀下衬砌渠道冻胀影响差异进行比较。研究结果表明:渠基土在有毛细水上升条件下,温度越高,所产生的冻胀率增量越多。温度越低,土体吸收水分越多。衬砌渠道在有无毛细水上升条件下冻胀变形及冻胀应力具有明显差异。当毛细水上升时,衬砌渠道因冻胀所产生的变形及应力均大于无毛细水上升时产生的变形及应力。-2℃、-4℃、-7℃下衬砌渠道有毛细水上升条件下最大冻胀变形与无毛细水上升条件下最大冻胀变形伴随温度越低,差异逐渐增大。-2℃、-4℃、-6℃下毛细水上升条件下最大冻胀应力与无毛细水上升条件下最大冻胀应力伴随温度越低,差异逐渐增大。有毛细水上升会加剧衬砌渠道在土体冻胀下裂缝的产生。研究可为有无毛细水上升时衬砌渠道冻胀影响及工程建设提供参考。
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关键词
有无毛细水上升条件
渠基土
衬砌渠道
冻胀影响
数值模拟
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职称材料
基于二维渗流有限元下锦北输水渠道渗漏影响特征研究
被引量:
6
10
作者
杨美琪
《水利技术监督》
2023年第3期172-176,共5页
为研究锦北灌渠扩建后渠道渗漏特性,文章引入二维渗流有限元理论,借助GEO-studio平台开展了渠道模型的渗漏影响因素分析。研究得到,渠基土弹性模量与渠道渗漏量为负相关关系,但从防渗设计角度考虑,控制渠基土渗透系数更为有利。衬砌结...
为研究锦北灌渠扩建后渠道渗漏特性,文章引入二维渗流有限元理论,借助GEO-studio平台开展了渠道模型的渗漏影响因素分析。研究得到,渠基土弹性模量与渠道渗漏量为负相关关系,但从防渗设计角度考虑,控制渠基土渗透系数更为有利。衬砌结构布置在不同位置,渠道渗漏量差幅不超过1个量级,且以渠底中部衬砌方案下渗漏量最低。增设衬砌结构,渗漏量可减少近2个量级。文章对研究输水渠道防渗设计及渗漏特性研究有参考意义。
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关键词
二维渗流
锦北渠道
渗漏
渠基土
衬砌结构
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职称材料
渠道运行方式对其温度场影响的数值模拟研究
11
作者
陈瑞考
魏学利
《低温建筑技术》
2018年第6期68-72,共5页
针对新疆地区因气候寒冷导致渠道易发生冻胀破坏的问题,应用大型有限元软件对新疆玛纳斯河四级电站引水渠进行温度场的数值模拟研究,分析运行方式对渠基土温度场的影响,并将结果与相关文献中的数据及破坏类型进行比对,从而验证模拟的合...
针对新疆地区因气候寒冷导致渠道易发生冻胀破坏的问题,应用大型有限元软件对新疆玛纳斯河四级电站引水渠进行温度场的数值模拟研究,分析运行方式对渠基土温度场的影响,并将结果与相关文献中的数据及破坏类型进行比对,从而验证模拟的合理性。结果显示,渠道运行方式对其温度场有显著的影响,主要表现在其温度场的分层发生变化且其温度线出现了集中波动,考虑渠内水影响的渠基土冻深更加符合实测冻深。考虑冬季输水渠道运行方式可以更加准确的研究季冻区渠道的冻胀防治,该文可为未来冬季输水渠道的冻胀破坏研究提供理论依据。
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关键词
渠道
运行方式
渠基土
温度场
冻胀防治
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职称材料
题名
高聚物材料改性下输水渠道渠基土冻胀试验研究
1
作者
宋涛
机构
新疆昌吉方汇水电设计有限公司
出处
《水利科学与寒区工程》
2024年第2期50-53,共4页
文摘
为研究头屯河水库枢纽下游渠基土改良冻胀效果,采用自研冻结试验装置,开展了改良渠基土的冻胀试验,探讨了高聚物改性剂、含水率两因素对冻胀特性影响。试验结果表明,高聚物含量不同,会在初始冻胀等阶段,影响冻结速率表现,高聚物含量愈多,冻胀量愈小,同时随冻结时间梯次变化,增幅愈低,但高聚物含量4~6层后,试样冻胀量受抑制减弱。含水率不改变试样冻胀时程特征,但会影响冻结速率,含水率愈高,冻结速率以及冻胀量均愈大,且含水率超过18%后,冻胀量表现更为显著。峰值温度梯度与高聚物含量具有二次函数关系,以高聚物3层时,峰值温度梯度为最小值;含水率递增,会促进峰值温度梯度与高聚物含量间变化敏感度。从冻胀时程特征以及温度梯度来看,高聚物3层时,改良渠基土的抗冻胀效果最优。
关键词
高聚物
头屯河水库
渠基土
冻胀试验
分类号
O631 [理学—高分子化学]
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职称材料
题名
考虑含水条件的渠基土冻胀特性试验研究
被引量:
5
2
作者
王淼
郭妍秀
苏安双
孟上九
张爱民
海明威
机构
黑龙江省水利科学研究院
哈尔滨理工大学建筑工程学院
哈尔滨工业大学土木工程学院
黑龙江科技大学建筑工程学院
中建一局集团第二建筑有限公司
南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室
出处
《自然灾害学报》
CSCD
北大核心
2023年第3期74-84,共11页
基金
中国博士后科学基金项目(2021M690946)
黑龙江省博士后科学基金项目(LBH-Z20094)
+3 种基金
黑龙江省自然科学基金项目(LH2021E111)
国家自然科学基金项目(U20A20318)
水利部重大科技项目(SKS-2022095)
水文水资源与水利工程科学国家重点实验室开放研究基金项目(U2020nkms07)。
文摘
水是促使土体发生冻胀破坏的关键因素,而渠道作为农业灌溉主要的输水载体,受季冻区环境威胁极易发生冻胀破坏。为了系统地研究水分对渠基土冻胀特性的影响,选取松干渠道典型土为研究对象,考虑不同的补水方式,探讨了不同含水率对渠基土冻胀特性的影响,给出了温度场、水分场和冻胀量的变化规律,对比分析两种补水方式的冻胀差异性,构建了关于含水率与补水方式的冻胀预测方程。结果表明:无论何种补水方式,冻胀量与初始含水率均成正比;同等条件下,开放系统的冻胀变形较封闭系统更明显,二者之间的比值为2~22,比值随着含水率的增大逐渐减小。研究成果可为渠基土冻胀防治提供参考。
关键词
季节性冻土区
渠基土
冻胀
含水率
补水方式
冻胀特性
Keywords
seasonal frozen soil region
frost heave of the canal foundation soil
moisture content
replenishment methods
frost heaving characteristics
分类号
TU411.3 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
渠基土室内换填冻胀试验
被引量:
2
3
作者
姜国辉
田金玉
王思文
李玉清
机构
沈阳农业大学水利学院
出处
《沈阳农业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第5期568-576,共9页
基金
辽宁省教育厅课题项目(LSNFW201912)
辽宁省自然科学基金项目(2019ZD—0719)。
文摘
渠基土换填法是目前有效减小渠道冻胀破坏的方法之一,选取合理换填材料与换填深度是有效控制渠道冻胀破坏的关键。目前换填法研究更多的是采用有限元软件对渠基土换填进行分析,而相关的室内试验较少。以沈阳市浑浦灌区粉质黏土为研究对象,选取砂砾料和粉细沙作为换填材料,对渠基土进行30,50,70,90,110mm 5种深度换填,进行室内单向冻结试验。在初始温度相同条件下,观测不同换填条件下土样的冻胀变形量、内部温度和冻结速率等变化特点。结果表明:相同土柱高度时,换填前后土样内部各点温度随时间关系曲线均呈“S”型分布,换填砂砾料与粉细砂分别使土样的起始冻结时间提前2.0h和1.3h,均会缩短土样冻结历时,分别缩短4.0h和2.0h,降低土样冻胀量,不同材料相同换填深度时,砂砾料削减冻胀量效果好于粉细沙,换填70mm时,2种换填材料冻胀量削减率分别为70.44%和59.85%,同种材料不同换填深度时,冻胀量削减随着换填深度增加。对2种换填材料冻胀量与换填深度关系曲线进行拟合,得出满足防冻胀规范设计标准砂砾料与粉细沙的换填深度分别为81.625mm和111.326mm。在相同冻结历时情况下,对换填深度与冻结深度、渠基土冻结厚度进行拟合分析,结果表明:换填2种材料均会不同程度上增加冻结深度,换填70mm时,2种换填土样的冻结深度分别为16.7457cm和15.2001cm,由于粉细沙的物理性质较砂砾料相比更接近渠基土,故砂砾料对冻深的影响较大;单一从换填后2种换填材料对渠基土冻结厚度方面考虑,换填粉细沙后渠基土冻结厚度要小于砂砾料,削减冻胀量效果好于砂砾料。但由于砂砾料对冻胀量的削减效果好于粉细沙,故2种换填材料对渠基土冻结厚度影响较冻胀量削减对降低渠道冻胀破坏的作用较小。针对渠基土进行换填研究,给出不同换填情况下对渠道冻胀的影响情况,各工程可根据灌区渠基土冻胀特点与实际工程需要采取合理的换填方案。
关键词
换填法
渠基土
砂砾料
冻胀量
温度场
Keywords
alternate filling method
canal foundation soil
gravel material
frost heave
the temperature field
分类号
S27 [农业科学—农业水土工程]
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职称材料
题名
衬砌粗糙度对季节冻土区渠基土-衬砌接触面间峰值抗剪强度的影响
被引量:
1
4
作者
马小涵
薛珂
高樯
张明礼
刘建平
谢军
向卿
杨明东
机构
四川农业大学水利水电学院
四川农业大学环境学院
中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室
兰州理工大学土木工程学院
出处
《冰川冻土》
CSCD
北大核心
2022年第2期535-544,共10页
基金
国家自然科学基金项目(41907242,41961010)资助。
文摘
目前来看,在构筑物与土体表面粗糙度影响土-构筑物接触面间切向冻胀力方面的研究还较少,因此,本研究从川西季节冻土区渠基土-衬砌接触面的切向冻胀力问题出发,着重考虑衬砌表面粗糙度这一因素对接触面间抗剪强度、黏聚力、内摩擦角的影响规律和影响效应,并结合环境温度、含水率及冻结时长,利用正交分析综合探究了4种因素对接触面间峰值抗剪强度影响的相关性和显著性,结果表明:接触面间抗剪强度、黏聚力、内摩擦角随衬砌表面粗糙度变化呈现相同规律,即衬砌表面越粗糙,3项指标随即增大。正交分析中揭示了影响接触面间峰值抗剪强度大小最显著的因素是衬砌粗糙度,其次是环境温度和含水率,冻结时长的影响效应不显著,同时低温、低含水率、较长冻结时长、较高衬砌粗糙程度下的峰值抗剪强度越大。此项结果可为季节冻土区渠系工程防冻胀危害提供理论支撑。
关键词
季节冻土区
渠基土
-衬砌接触面
衬砌粗糙度
峰值抗剪强度
Keywords
seasonal frost area
channel foundation soil-lining interface
roughness of lining
peak shear strength
分类号
P642.14 [天文地球—工程地质学]
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职称材料
题名
灌区渠基土改良下力学试验及冻胀特征研究
被引量:
3
5
作者
张西法
机构
费县许家崖水库管理中心
出处
《海河水利》
2023年第7期100-104,110,共6页
文摘
为评估分布黄土改良治理效果,以黄土渠基为试验对象,设计了木质素改良下黄土力学试验,并基于此开展黄土干渠衬砌结构冻胀仿真计算。由试验结果得知,木质素成分含量高或低,均不会改变改良土试样应变破坏特点,但木质素含量提高,改良土应力水平会增大,但在掺量3%后提高效果会减弱。相比之下,含水率因素会改变改良土试样应力应变曲线特征,在含水率14%~18%与20%~22%下分别为应变软化、应变硬化特点;含水率提高,峰值应力降低,而围压增大,可减弱含水率对改良土承载应力的负面作用。基于冻胀仿真计算,获得了原状渠基土与改良黄土衬砌结构冻胀位移在断面上均为对称分布,峰值冻胀位移处于断面1 m处,且改良黄土衬砌结构冻胀位移值低于原状渠基土,经改良后渠基土受含水率影响冻胀危害弱于后者。本研究可为输水灌渠土体物化治理设计及冻胀仿真计算提供参考。
关键词
渠基土
改良
力学
冻胀
许家崖水库
Keywords
canal foundation soil
modification
dynamics
freeze-thaw
Xujiaya Reservoir
分类号
TV146.3 [水利工程—水力学及河流动力学]
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职称材料
题名
生石灰添加对北方粉质盐碱渠基土冻胀融沉改良研究
被引量:
1
6
作者
冯玉坤
机构
卧虎沟水利服务站
出处
《吉林水利》
2022年第3期24-27,32,共5页
文摘
为控制和改善由于北方寒区冻融过程所导致的渠道基土的冻胀变形等现象,丰富盐碱渠基土改良相关工程的理论和经验。研究采用室内试验的方式,选择能对生石灰改良渠基土冻胀融沉特征产生影响的生石灰掺量、冷端温度以及含水率3个因素,在不同梯度水平条件下进行单因素冻融试验,通过探讨各因素对生石灰改良粉质粘土冻胀率和融沉系数的影响规律,确定改良的最佳掺量条件。结果显示,生石灰最佳掺量为12%,且尽量降低渠基土的初始含水率,可达到控制冻胀变形,防止冻胀破坏的目的。相关结论可为相关工程应用提供有益的借鉴和思考。
关键词
生石灰
粉质盐碱土
渠基土
冻胀变形
Keywords
quicklime
silty saline-alkali soil
canal foundation soil
frost heaving deformation
分类号
TU448 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
双塔灌区输水渠基土改良下地震动力特性影响研究
7
作者
苗亮
机构
甘肃省疏勒河流域水资源利用中心双塔灌区灌溉管理处
出处
《水利技术监督》
2023年第6期169-173,180,共6页
文摘
为研究双塔灌区输水渠基土层改良设计方案,开展了现场渠基土层波速分析以及地震动响应特征计算,从土层波速、自振特性以及地震动响应特征评价改性剂掺量适宜问题。研究表明,压缩波速高于剪切波速,而饱和土层中两者差幅更显著,非饱和与饱和改良土层中,剪切、压缩波速分别差幅为0.58~1.6倍、0.83~3.2倍,掺量为3%时具有峰值波速。改性剂掺量超过3%后,自振频率变幅较大;饱和土层的自振频率、地震动力放大系数均高于非饱和,且地震波PGA增大,两者参数间差异性减小。随改性剂掺量梯次变化,PGA0.15g、0.25g、0.35g工况中非饱和土层位移响应值具有平均降幅14.1%、6.9%、5.5%,而饱和土层受掺量影响降幅低于非饱和土层。控制改性剂掺量,有助于抑制渠基土层地震动响应特性,提高渠基抗震能力,掺量为3%左右最适宜。论文可为研究灌区输水渠基改良设计以及地震动响应分析提供参考。
关键词
双塔灌区
渠基土
改良
地震
波速
分类号
TV64 [水利工程—水利水电工程]
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职称材料
题名
宁夏衬砌渠道渠基冻胀率水热响应试验研究
被引量:
1
8
作者
王羽岱
王斌
苗福生
马楠
机构
宁夏大学土木与水利工程学院
旱区现代农业水资源高效利用教育部工程研究中心
宁夏节水灌溉与水资源调控工程技术研究中心
出处
《节水灌溉》
北大核心
2024年第6期27-34,共8页
基金
宁夏自然科学基金项目(2022AAC03090)
宁夏重点研发(引才专项)基金项目(2020BEB04031)
宁夏高等学校一流学科建设基金项目(NXYLXK2021A03)。
文摘
衬砌渠道周围的水分与温度场分布存在明显差异,此范围内渠基土在水热两场耦合作用下冻胀有明显不同。基于这种差异,开展渠基土在不同水分、温度条件下冻胀率试验研究。结果表明:在不同温度条件下,土体冻胀率随温度的变化过程可分为2个阶段,当温度从0℃降至-5℃左右时,在此阶段产生的冻胀率约占整个冻胀过程的50%~80%,冻胀率与温度线性关系明显。随着温度继续降低,2者非线性关系明显。在无补水情况下,相同温度条件下的土体,初始含水率越大,所产生的冻胀率越大;初始含水率25%和35%的土体产生的冻胀率均为初始含水率15%土体的1倍到2倍以上。当土体在冻胀过程中有水分补充时,其冻胀率与水分变化线性关系明显,初始含水率越大的土体产生的冻胀率增量越大,初始含水率25%、35%的土体冻胀率增量均为15%土体的2倍以上。提出的水热耦合条件与渠基土冻胀率的多元非线性关系与试验数据吻合较好。建立数值模拟模型,对衬砌渠道不同位置处冻胀作用分布与变形进行计算与分析,结果表明:温度越低、水分越大,衬砌渠道所受到的切向冻胀力与法向冻胀力越大。水热变化差异越大时,土体冻胀导致的衬砌渠道冻胀变形越显著。
关键词
衬砌渠道
渠基土
温度
含水率
水热耦合
冻胀率
Keywords
lined channel
channel base soil
temperature
moisture content
coupling of water and heat fields
freezing and expansion rate
分类号
S277 [农业科学—农业水土工程]
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职称材料
题名
有无毛细水上升对衬砌渠道冻胀影响差异研究
9
作者
王羽岱
王斌
苗福生
马楠
机构
宁夏大学土木与水利工程学院
旱区现代农业水资源高效利用教育部工程研究中心
宁夏节水灌溉与水资源调控工程技术研究中心
出处
《节水灌溉》
北大核心
2024年第11期110-118,共9页
基金
宁夏自然科学基金项目(2022AAC03090)
宁夏重点研发(引才专项)基金项目(2020BEB04031)
宁夏高等学校一流学科建设基金项目(NXYLXK2021A03)。
文摘
衬砌渠道周围渠基土水热分布条件不同,当渠基土在冻结过程中有无毛细水上升条件下冻胀差异明显。基于这种差异,开展不同初始含水率渠基土在不同温度条件下有无毛细水上升冻胀率试验,研究土体冻胀变形在这种情况下的变化规律。以此为依据,建立数值模拟模型,对冻结过程中有无毛细水上升渠基土冻胀下衬砌渠道冻胀影响差异进行比较。研究结果表明:渠基土在有毛细水上升条件下,温度越高,所产生的冻胀率增量越多。温度越低,土体吸收水分越多。衬砌渠道在有无毛细水上升条件下冻胀变形及冻胀应力具有明显差异。当毛细水上升时,衬砌渠道因冻胀所产生的变形及应力均大于无毛细水上升时产生的变形及应力。-2℃、-4℃、-7℃下衬砌渠道有毛细水上升条件下最大冻胀变形与无毛细水上升条件下最大冻胀变形伴随温度越低,差异逐渐增大。-2℃、-4℃、-6℃下毛细水上升条件下最大冻胀应力与无毛细水上升条件下最大冻胀应力伴随温度越低,差异逐渐增大。有毛细水上升会加剧衬砌渠道在土体冻胀下裂缝的产生。研究可为有无毛细水上升时衬砌渠道冻胀影响及工程建设提供参考。
关键词
有无毛细水上升条件
渠基土
衬砌渠道
冻胀影响
数值模拟
Keywords
with or without capillary water rise conditions
channel subsoil
lined channel
effect of frost heave
numerical simulation
分类号
S277 [农业科学—农业水土工程]
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职称材料
题名
基于二维渗流有限元下锦北输水渠道渗漏影响特征研究
被引量:
6
10
作者
杨美琪
机构
凌海市水利事务服务中心
出处
《水利技术监督》
2023年第3期172-176,共5页
文摘
为研究锦北灌渠扩建后渠道渗漏特性,文章引入二维渗流有限元理论,借助GEO-studio平台开展了渠道模型的渗漏影响因素分析。研究得到,渠基土弹性模量与渠道渗漏量为负相关关系,但从防渗设计角度考虑,控制渠基土渗透系数更为有利。衬砌结构布置在不同位置,渠道渗漏量差幅不超过1个量级,且以渠底中部衬砌方案下渗漏量最低。增设衬砌结构,渗漏量可减少近2个量级。文章对研究输水渠道防渗设计及渗漏特性研究有参考意义。
关键词
二维渗流
锦北渠道
渗漏
渠基土
衬砌结构
分类号
TV91 [水利工程—水利水电工程]
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职称材料
题名
渠道运行方式对其温度场影响的数值模拟研究
11
作者
陈瑞考
魏学利
机构
石河子大学水利建筑工程学院
新疆交通规划勘察设计研究院
出处
《低温建筑技术》
2018年第6期68-72,共5页
文摘
针对新疆地区因气候寒冷导致渠道易发生冻胀破坏的问题,应用大型有限元软件对新疆玛纳斯河四级电站引水渠进行温度场的数值模拟研究,分析运行方式对渠基土温度场的影响,并将结果与相关文献中的数据及破坏类型进行比对,从而验证模拟的合理性。结果显示,渠道运行方式对其温度场有显著的影响,主要表现在其温度场的分层发生变化且其温度线出现了集中波动,考虑渠内水影响的渠基土冻深更加符合实测冻深。考虑冬季输水渠道运行方式可以更加准确的研究季冻区渠道的冻胀防治,该文可为未来冬季输水渠道的冻胀破坏研究提供理论依据。
关键词
渠道
运行方式
渠基土
温度场
冻胀防治
Keywords
canal
running mode
canal bed soil
temperature field
frost heave prevention
分类号
TU992.2 [建筑科学—市政工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
高聚物材料改性下输水渠道渠基土冻胀试验研究
宋涛
《水利科学与寒区工程》
2024
0
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职称材料
2
考虑含水条件的渠基土冻胀特性试验研究
王淼
郭妍秀
苏安双
孟上九
张爱民
海明威
《自然灾害学报》
CSCD
北大核心
2023
5
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职称材料
3
渠基土室内换填冻胀试验
姜国辉
田金玉
王思文
李玉清
《沈阳农业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021
2
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职称材料
4
衬砌粗糙度对季节冻土区渠基土-衬砌接触面间峰值抗剪强度的影响
马小涵
薛珂
高樯
张明礼
刘建平
谢军
向卿
杨明东
《冰川冻土》
CSCD
北大核心
2022
1
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职称材料
5
灌区渠基土改良下力学试验及冻胀特征研究
张西法
《海河水利》
2023
3
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职称材料
6
生石灰添加对北方粉质盐碱渠基土冻胀融沉改良研究
冯玉坤
《吉林水利》
2022
1
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职称材料
7
双塔灌区输水渠基土改良下地震动力特性影响研究
苗亮
《水利技术监督》
2023
0
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职称材料
8
宁夏衬砌渠道渠基冻胀率水热响应试验研究
王羽岱
王斌
苗福生
马楠
《节水灌溉》
北大核心
2024
1
下载PDF
职称材料
9
有无毛细水上升对衬砌渠道冻胀影响差异研究
王羽岱
王斌
苗福生
马楠
《节水灌溉》
北大核心
2024
0
下载PDF
职称材料
10
基于二维渗流有限元下锦北输水渠道渗漏影响特征研究
杨美琪
《水利技术监督》
2023
6
下载PDF
职称材料
11
渠道运行方式对其温度场影响的数值模拟研究
陈瑞考
魏学利
《低温建筑技术》
2018
0
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职称材料
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