高层次人才科研启动基金(RCZX201128)
- 作品数：6 被引量：52H指数：4
- 相关作者：姜海波汤骅郑源董江伟唐凯更多>>
- 相关机构：石河子大学西藏农牧学院更多>>
- 发文基金：高层次人才科研启动基金国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：水利工程农业科学更多>>
- 季节冻土区刚柔混合衬砌梯形渠道冻胀机理试验被引量：31
- 2015年
- 输水渠道冻胀破坏是寒冷地区渠道破坏的主要表现。为了探明刚柔混合衬砌渠道的冻胀机理,分析复合衬砌渠道的冻胀变形规律和冻胀过程中的水分变化规律,以及柔性复合土工膜的变形特征,该研究借助季节冻融条件下刚柔混合衬砌梯形渠道的原型观测成果,分析了刚柔混合衬砌渠道的最低地温变化规律、冻深变化规律和冻胀量与冻胀力的变化规律,重点研究了冻融条件下渠基土壤的水分迁移规律,以及复合土工膜的变形特征和强度变化。结果显示：刚柔混合衬砌渠道的冻胀变形最大值位于渠底和阴坡1/3处,最大冻胀量为11.2和13.1 cm,衬砌结构向上隆起。冻结期,渠基土壤0~60 cm深度范围内含水率随深度增加而增大,〉60~120 cm深度范围内的含水率随深度增大而逐渐减小。水分迁移最大值发生在渠道底部,迁移率为13.2%。经过一个冻融周期的循环,复合土工膜的强度和变形量仍然保持在90%以上,强度和变形损失值较小,可充分发挥复合土工膜防渗抗冻胀和适应变形的特性。该研究为刚柔混合衬砌渠道的设计、推广应用提供了理论依据。
- 姜海波田艳
- 关键词：冻土冻胀量冻胀应力水分迁移
- U形复合衬砌渠道冻胀破坏力学模型研究被引量：6
- 2013年
- 针对U形断面渠道,将复合土工膜和刚性混凝土衬砌体的摩擦力考虑在内,建立U形复合衬砌渠道的冻胀破坏力学模型,分别求出渠道坡板和底板内力表达式并对衬砌板的厚度进行了验算。对比刚性混凝土渠道,加入复合土工膜后,削减了冻土对衬砌板的切向约束力,改善了衬砌体本身的受力状态,使得冻胀量分布更加均匀,起到了防冻胀破坏的作用,揭示了冻胀破坏的机理。U形断面渠道水力条件更优,接近水力最佳断面,整体结构性更强,更能适应地基不均匀变形,更有利于渠道的防冻胀破坏。为U形复合衬砌渠道的防冻胀破坏技术提供了理论依据。
- 郑源汤骅姜海波
- 关键词：复合衬砌冻胀破坏冻胀力力学模型
- 梯形复合衬砌渠道冻胀破坏力学模型研究被引量：8
- 2014年
- 近年来复合土工膜与混凝土板相结合的复合衬砌防渗渠道得到了广泛应用。复合土工膜是一种薄型、连续、柔软的防渗材料,其防渗特性已有大量研究成果,但对复提合衬砌渠道的力学特性还缺乏研究。针对梯形断面渠道,建立了复合土工膜混凝土衬砌渠道的冻胀破坏力学模型,提出了衬砌板内力表达式及厚度验算公式。分析梯形复合衬砌渠道冻胀破坏的影响因素,结果表明,加入复合土工膜后削减了冻土对衬砌板的切向约束力,能起到防冻胀破坏的作用。
- 郑源汤骅姜海波
- 关键词：复合衬砌冻胀破坏力学模型冻胀力
- 弧底梯形复合衬砌渠道冻胀破坏力学模型及其求解被引量：10
- 2015年
- 针对弧底梯形断面渠道,考虑复合土工膜和渠基土壤的摩擦力,通过分析复合衬砌渠道的冻胀破坏机理,指出弧底梯形复合衬砌渠道坡板可简化为在冻胀力、冻结力、摩擦力共同作用下的悬臂梁,整个衬砌体属于压弯组合变形结构。通过适当的假设和简化,建立了弧底梯形复合衬砌渠道冻胀破坏力学模型,分别求出渠道坡板和弧形底板内力表达式,并对衬砌板的厚度进行验算。对比混凝土渠道,加入复合土工膜后,衬砌体产生允许范围内的冻胀位移量,使渠基土壤对衬砌体的有效冻胀力和有效冻结力减小,改善了衬砌体本身的受力状态,起到防冻胀破坏的作用,揭示了复合衬砌渠道防冻胀破坏的机理;对比梯形渠道,认为弧底梯形渠道坡板与底板整体结构性更强,反拱作用明显,更有利于渠道的防冻胀破坏。
- 郑源汤骅姜海波
- 关键词：复合衬砌冻胀破坏冻胀力
- 大断面刚柔混合衬砌渠道接触特性的有限元分析被引量：2
- 2015年
- 近年来刚柔混合衬砌渠道发展迅速,这种渠道为混凝土衬砌板-复合土工膜-渠基土壤为一体的全断面衬砌结构,而混凝土衬砌板与复合土工膜、复合土工膜与渠基土壤的接触特性直接影响着工程的稳定性。本文针对引额济克大断面梯形刚柔混合衬砌渠道,在室内试验的基础上,基于弹塑性力学基本理论、应变软化基本理论和邓肯-张基本理论,采用有限元方法对刚柔混合衬砌渠道的接触特性进行了数值模拟,得出了复合土工膜与渠基土壤结构接触面的剪切变形和位移的分布规律。模拟结果表明:最大位移和应力变形发生在渠道坡板与底板交界处,说明在交界产生应力集中现象;应力值随渠道断面高程增加而减小,自重效应明显,渠道混合衬砌结构所承受的应力和变形在合理范围内。上述结果可为分析和评价刚柔混合衬砌渠道边坡稳定性提供依据。
- 董江伟姜海波汤骅唐凯
- 关键词：大断面接触特性有限元分析
- 弧底梯形和U形刚柔混合衬砌渠道冻胀有限元分析被引量：2
- 2015年
- 近年来刚柔混合衬砌渠道发展迅速,目前在南水北调、引额济克、季节性冻土区的灌区输水渠道工程中广泛应用。国内一些学者对混凝土衬砌渠道冻胀数值模拟做了研究,但关于刚柔混合衬砌渠道冻胀破坏的有限元分析未见报道。针对弧底梯形和U形刚柔混合衬砌渠道,应用ANSYS软件,对其冻胀过程进行模拟分析。采用间接耦合方式,首先进行热分析,得到渠道温度场,再转换单元类型为结构场,施加热分析得到的温度应力进行结构分析,计算渠道变形场和应力场,进而分析渠道冻胀受力情况及变形规律,对进一步推广应用大中型弧底梯形和U形刚柔混合衬砌渠道具有重要的意义。
- 董江伟姜海波汤骅唐凯
- 关键词：冻胀破坏有限元分析
