弧底梯形复合衬砌渠道冻胀破坏力学模型及其求解

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。     

弧脚梯形渠道混凝土衬砌施工技术

通过对七一渠梯形断面改造施工,介绍了弧脚梯形断面混凝土衬砌技术在施工中的应用,它可降低渠道糙率,解决梯形断面渠道坡脚淤积问题,节约清淤费用,提高渠道水的利用率。     

大尺度弧底梯形渠混凝土防渗板抗裂厚度试验

基于弧底梯形渠道整体现浇混凝土衬砌板原位冻胀过程监测数据,揭示了越冬期不同试验厚度衬砌板开裂在时间和空间上的差异,分析了衬砌板开裂程度与温度和板厚之间的定量关系。结果表明:衬砌板的开裂宽度与板的厚度成正比关系,裂缝宽度随衬砌板板厚的增加而变大;开裂宽度与积温的负值成正比,在冻结期随负积温的累积,衬砌板的开裂宽度变大,而在融化期则随正积温增大,裂缝宽度减小;在观测期末,裂缝残留量与板厚成正比;在试验区的气候、渠床条件下,大尺度弧底梯形渠道边坡混凝土防渗板的合理抗裂厚度为8 cm。     

弧底梯形滑模施工操作过程分析

结合冯家山灌区北干十五支渠的施工实践,对弧底梯形滑模在渠道施工过程中的应用进行了详细的论述,根据冯家山灌区的实际提出了改进建议,对类似工程施工具有借鉴意义。     

寒区弧底梯形衬砌渠道冻胀破坏的尺寸效应研究

为探明地下水埋深、冻深及渠深对冻土地基上弧底梯形衬砌渠道冻胀破坏的影响规律,依据毛细理论将渠道冻胀分为封闭系统、半开放系统和开放系统;基于冻土水热力三场耦合理论,利用多场耦合软件COMSOL Multiphysics模拟研究了30组不同尺寸衬砌渠道的冻胀位移场和应力场。结果表明:规范建议的衬砌厚度内,渠道规模越大越窄深、冻深越大、地下水埋深越浅,则衬砌渠道冻胀破坏越严重。封闭系统,中小型衬砌渠道为渠底中心下表面拉裂,大型渠道为渠底中心下表面和距渠顶2/3坡长处上表面拉裂;半开放系统,中小型渠道为渠底中心上表面拉裂,大型渠道为渠底中心上表面和坡脚下表面拉裂;开放系统,小型渠道为渠底中心上表面拉裂,中型渠道为坡脚上表面拉裂,大型渠道为渠底中心下表面和距渠顶2/3坡长处上表面拉裂。该研究揭示了渠道衬砌冻胀破坏的尺寸效应,对弧底梯形衬砌渠道抗冻胀设计及衬砌结构合理设缝具有指导意义和定量化参考。     

弧脚梯形混凝土衬砌渠道施工技术

结合汾西灌区弧脚梯形混凝土衬砌渠道施工过程,从基面、混凝土衬砌到滑模衬砌机的应用等方面,对混凝土衬砌渠道的施工技术进行了总结归纳。     

弧底梯形渠道施工中存在的问题及处理措施

弧底梯形渠道因其过水性能好、抗冻能力强、工程造价低及施工方便等优点,被广泛推广应用到各大中型灌区渠道节水改造工程中,但施工中往往容易忽视的几个关键问题,直接影响工程的性能和整体效益的发挥。本文就施工工艺中需解决的几个关键问题和解决方法做以介绍。     

衬砌弧底梯形断面渠道的优化设计

衬砌弧底梯形断面渠道最佳经济断面的设计，是建立其工程量计算模型燃后用系统分析的方法，以总费用最小为目标，建立其最佳经济断面的优化设计模型．并通过计算，得出衬砌弧底梯形断面渠道在工程费用最小时的全部系统设计参数．这种优化设计的方法，解决了用混凝土衬砌孤底梯形断面渠道优化设计问题．使工程设计迅速、准确，节省工程投资，效益显著．     

弧底梯形断面渠道在夹马口灌区续改工程中的应用

在原梯形断面上进行渠道改造，其断面形式应首选弧底梯形断面。弧底梯形断面具有：流速分布均匀，接近最佳水流断面，水力条件好，挟沙能力强；弧形底有一定反拱作用，可有效控制基土冻胀，且投资较小，施工进度快，质量能保证等优点。     

弧底梯形渠道无喉道量水槽水动力学性能分析

通过构建弧底梯形渠道无喉道量水槽模型,对其水动力学性能从临界流水深、壅水高度、临界淹没度以及水头损失变化等角度展开模拟和分析。结果表明:为改善量水槽性能,需要在合理范围内根据实际需要,系统而科学地调节收缩比及坡底,从而在确保输水畅通的同时降低水头损失。     

弧底梯形明渠正常水深的直接算法

 通过对弧底梯形明渠均匀流基本方程的数学变换，得到其无量纲正常水深的迭代公式，并从数学上证明了该迭代式的收敛性；通过数值计算选取恰当的迭代初值，再经迭代运算，提出了弧底梯形明渠均匀流水深的直接计算公式。实例计算及误差分析表明： 在工程实用范围内该法最大相对误差为0.7%， 而且克服了以往查图查表法及试算法的缺点，是一种简捷准确的有效方法。     

弧底梯形明渠临界水深的直接算法

通过对弧底梯形明渠临界水深基本方程的数学变换,应用迭代理论得到其无量纲临界水深快速收敛的迭代公式;结合工程实际在大量分析计算的基础上应用最佳逼近拟合原理确定出了恰当的迭代初值,从而提出了一种简捷、准确、通用的弧底梯形明渠临界水深的简捷计算方法。     

弧底梯形明渠水力最佳断面设计

通过数学推导 ,建立了弧底梯形明渠水力最佳断面水深、过水断面面积、水力半径等所有几何要素与水力要素的计算公式 ,并通过算例详细说明其水力计算方法 ,为该类型渠道的断面设计提供了理论依据     

一种弧底梯形明渠临界水深的快速解法

MATLAB语言以其特有的优越性广泛应用于科学和工程计算,本文采用MATLAB语言编程计算弧底梯形明渠临界水深,其过程简便,结果精确,便于在水利工程中进行推广应用。     

弧底梯形全断面混凝土衬砌机应用对比

近年来,随着各大灌区流量加大,原灌区旧渠渠道的扩建、改建施工项目逐年增加。原渠道断面形式多为梯形断面,为改善过流条件及解决渠道淤积问题,目前渠道大都设计为弧底梯形断面。传统渠道混凝土衬砌施工工艺采用滑模衬砌,在西范灌区东扩工程一级总干渠弧底梯形渠道混凝土衬砌时,施工单位自行制作了一套全断面混凝土衬砌机。对全断面混凝土衬砌机施工工艺与滑模施工工艺进行了对比,可供类似工程参考。     

弧底梯形明渠临界水深的简化计算法

弧底梯形断面明渠临界水深计算需完成高次方程求解,无法直接获得。针对目前传统算法及近似算法存在的计算繁琐、成果精度不高,利用微机编程获解又不便于基层工程技术人员应用等问题,通过对弧底梯形断面明渠临界水深计算公式的数学变换,采用优化拟合的方法,以标准剩余差最小为目标函数,在工程实用范围内,经逐次逼近拟合获得了计算简捷、成果精度满足工程设计要求的简化计算公式,具有一定的实际推广意义。     

反演梯形渠道砼衬砌体表面温度的太阳辐射模型

根据渠道不同部位衬砌体表面接受太阳辐射量不同、温度不同的基本规律,利用太阳辐射量之间相互平衡的关系,建立了通过太阳净辐射反演渠道衬砌体表面温度的一种简单实用的太阳辐射模型。利用MATLAB编程计算出了考虑遮蔽情况下渠道不同部位的大气温度T 0及衬砌板温度T S 随时间t变化的曲线,比较了各个部位混凝土温升与大气温升的关系。计算实例表明,模型不仅符合实际中的规律,而且为以后的渠道表面衬砌体温度反演提供了一种简单可行的方法。     

弧底梯形渠道全断面振捣连续滑模衬砌机设计研究

弧底梯形渠道已经作为一种比较优秀的渠道断面形式被广泛推广使用,但其现有的各类施工方法却存在进度缓慢或质量难以保证等缺陷。作者根据实际工作中的经验,结合了原有的弧底梯形渠道滑模和小断面U型渠衬砌机特点,采用新的行走系统,并加入新的振捣系统,设计出“弧底梯形渠道全断面振捣连续滑模衬砌机”。该机在冯家山灌区北干十三支渠上进行了试用,效果良好,适宜推广使用。     

桃曲坡水库灌区渠道衬砌防冻害现场试验

桃曲坡水库灌区位于渭北高原丘陵淘壑区,灌溉面积28.9万亩,灌区高程在600米左右,年平均气温12.3℃,最高气温39.7℃,最低气温—16℃,最大冰冻深度38厘米。为了减少渠道渗漏损失和保证渠道安全输水,1982年我们结合东干渠衬砌进行了不同防渗材料的防冻害试验。1989年5月,在工程运用7年后,对该项工程再次进行了全面检查,为今后桃曲坡灌区渠道衬砌的材料和形式提供了可靠依据。现简介于后。