论文摘要
旱寒区渠道工程上预先在衬砌板易产生裂缝处顺其自然设置纵缝,以防止冻胀破坏。为探明这种纵缝设置的防冻胀机理及其最佳布设形式,基于冻土水-热-力三场耦合理论,考虑纵缝填充的接触本构及衬砌-冻土相互作用,建立了旱寒区常用的大型窄深式弧底梯形渠道冻胀仿真分析模型,以衬砌板上下表面沿周长正应力分布均匀度为一级指标,以其截面正应力满足强度要求为二级指标,对纵缝设置位置、宽度、个数及其组合削减渠道冻胀效果进行了研究。结果表明:弧底衬砌板属于薄拱结构,渠坡板为梁结构,纵缝为可移动弹性铰;纵缝位置及宽度的变化不断调整拱-梁结构的刚度及弹性铰的约束刚度,以适应基土冻胀变形,使衬砌板表面应力均匀化,从而削减冻胀;但纵缝过宽会过度削弱弧底拱效应,使弧底中心和坡板上表面及坡脚下表面拉应力过大,易导致冻胀破坏;单独设缝时坡脚位置设缝防冻胀效果最好,而组合设缝削减冻胀效果更优,尤其是坡脚与坡板组合设缝。以新疆某供水渠道为例,采用坡脚与坡板1/4、3/4处组合设缝,缝宽取1 cm,可满足两级指标,削减冻胀效果最优,可为旱寒区大型渠道防冻胀合理布设纵缝（适缝）提供科学依据。
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文章来源
类型: 期刊论文
作者: 江浩源,王正中,王羿,刘铨鸿,葛建锐
关键词: 渠道冻胀破坏,冻土水热力耦合,适缝防冻胀,应力分布均匀度,布设形式
来源: 水利学报 2019年08期
年度: 2019
分类: 工程科技Ⅱ辑
专业: 水利水电工程
单位: 西北农林科技大学旱区寒区水工程安全研究中心旱区农业水土工程教育部重点实验室,中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室
基金: 国家重点研发计划项目（2017YFC0405102）,国家自然科学基金项目（51279168）,冻土工程国家重点实验室开放基金项目（SKLFSE201801)
分类号: TV698.26
DOI: 10.13243/j.cnki.slxb.20190299
页码: 947-959
总页数: 13
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