萨哈(雅库特)共和国寒区渠道形变与土的物理力学性质监测与分析

寒区土体渠道的研究对于灌溉系统具有重要的影响,也对国家农业经济的发展具有重大的意义。分别从宏观角度与微观角度对俄罗斯萨哈(雅库特)共和国典型寒区灌渠监测与分析,指出:(1)从热物理的角度,在灌溉渠道上发生了3个主要过程:热磨损、热剥蚀和热岩溶。其中热磨损和热剥蚀发生在渠道斜坡上,热岩溶发生在渠道底部。(2)基于分散土壤相干性的理论和实验研究,颗粒通过分子间作用力(范德华力)、水胶体、静电力和冰体胶结联结等结合。(3)抗剪强度会在不同含水率区间发生变化,根据实验数据证明,当含水率在20%~28%范围内,土颗粒之间的抗剪强度达到最大值。     

俄罗斯西伯利亚典型土坝溢洪道温湿度监测与分析

为了提高寒区土坝的稳定性及寒区水利工程的安全性,俄罗斯西伯利亚索拉河流域开始对典型土坝溢洪道附近土体的温度与湿度进行监测。综合考虑积雪、湿度和容重等因素的影响,通过在围护结构下的多年冻土地基温度场对温度应力的动态研究表明:较小结构中的温度应力受积雪厚度、湿度、接触区域的热量交换率等因素影响;然后对溢洪道周边土体湿度、容重和温度应力进行长周期的动态监测研究发现,将防渗装置深入基础和堤防有助于开发新防渗模式并可以改善涵洞现有结构;最后对溢洪道侧墙周边土体变形的分阶段动态研究,首次监测到在湿热状态形成过程中溢洪道周围土体的变形值和压力值。     

西伯利亚典型土坝热虹吸管内对流特性分析

土坝中热虹吸管内的对流作用对维持其稳定性具有积极的作用,而寒区低水头土坝的稳定性研究对于灌溉系统具有重要的影响,也对国家农业经济的发展具有重大的意义。在同一地质条件下,通过对不同环境内的热虹吸管内部制冷剂的温度进行监测,指出在同一环境条件下,分别在N3和N4这两组热虹吸管的地表以下1.5m处、热虹吸管底部、地表以上热交换器的顶部和底部4处安装了温度传感器,对虹吸管内的制冷剂进行温度监测,实验数据表明两热虹吸管温度存在偏差,证实热虹吸管中存在对流。但是在温度低于0℃时热虹吸管中才开始产生对流,夏季时在季节性融化层以下,热虹吸管中没有对流。     

西伯利亚典型溢洪道冻融物理模拟与温度场分析

为了更加清晰的把握寒区溢洪道的稳定情况,由俄罗斯西伯利亚分院麦尔尼科夫冻土研究所的工程建设实验室、冰川中心工程实验室和中国科学院地质研究所联合开展研究,通过冻融物理模拟与建立温度模型的方法,指出土壤和防渗帷幕的斜面上存在压力;证实了溢洪道侧墙与土壤边界发生土壤剥落假设和冰层形成的假设;根据气候条件和地质条件,工程北部、工程主体、工程南部温度达到稳定状态的时间分别为8～14 a、15～21 a、21～43 a。     

西伯利亚典型弱透水性土坝热状态计算与分析

寒区土坝热状态的计算是为了找出运行中坝基和路堤的热场动态,有利于建立坝体周期性稳定状态,对于坝体冷冻设备如热虹吸管等研究发展具有重大意义。通过梳理热状态计算的模型以及热传导理论的微分方程,在进行了一系列假设的前提下,对自然冻结土坝和人工冻结土坝的热状态进行了计算分析。指出:(1)坝体结构的温度场和冻结期的特点随土壤水分、气候和地理条件而变化;(2)高度为10～20m的水库大坝自然冻结需要很长时间,所以需要配备冷冻设备;(3)根据年平均气温的不同,可以将冷冻柱的间距从1.2m增加到2.0～2.5m;(4)温度的监测结果用二维示意图给出,有利于在特定的操作阶段允许快速估计其状态,以便在需要时保证结构的稳定性;(5)如果在运行的第一年就需要由冻土制成的可靠防渗墙,则可以使用容易制造和可靠的自动液体冷冻装置。     

节能墙体的利用

阐述了节能墙体的构造和具体施工方法，强调在东北寒冷地区应采用“点粘法”代替“苯板满涂”法。     

俄罗斯西伯利亚典型土坝温度应力应变状态计算与分析

寒区土坝冻胀破坏的研究对寒区水利工程具有重要的影响,也对我国寒区工程建设具有重要意义。为了减少低水头土坝的冻胀破坏,对俄罗斯雅库特中部半现代气候条件下土坝的温度应力状态进行了监测、计算与分析。指出:(1)低温开裂的条件和温度变形的程度,确定了温度变化下特殊物理-机械特性、应力应变状态和抗裂性之间的关系。(2)在对构成坝体的材料的热流变性能的研究中发现,温度是最为重要的影响因素。(3)如果通过模型来计算温度裂缝在形成和发展时的温度应力,则可以很直观的表现出寒区土坝热应力应变的状态。由此提出了寒区典型土坝的应力应变状态计算与分析的方法。     

俄罗斯西伯利亚典型土坝结构稳定监测与分析

坝体稳定性研究对于土坝的安全运行十分重要,也对国家经济建设的发展具有重大意义。通过对西伯利亚高寒区典型土坝稳定性相关参数的监测与分析,指出:(1)夏季水库排水后,土坝上游淹没区河浸水边界线之上的区域经历了浸水与干燥,因此坝体表面发生干缩变形而出现干缩裂缝;(2)低温条件下,坝体在冷却期间会发生收缩冻结,因而产生霜冻裂缝进而降低坝体稳定性;(3)坝体发生形变由复杂的温度和湿度梯度所引起,相同的温(湿)度参数下的热膨胀系数在很大程度上取决于颗粒组成和湿度。针对多年冻土地区坝体结构存在的问题,提出了相应措施来提高坝体结构稳定性,可为我国从事寒区水利科学的相关科研、设计及施工人员提供参考。     

萨哈(雅库特)共和国典型土坝在热虹吸冷却器作用下的热力学监测

寒区低水头土坝的稳定性研究对于灌溉系统具有重要的影响,也对国家农业经济的发展具有重大的意义。通过对在热虹吸冷却器作用下的坝体与地基温度的动态监测与分析,指出:(1)1989年3月以前持续6年监测结果表明,热虹吸冷却器运行之后,土壤温度每年都有明显的下降;(2)在热虹吸冷却器作用下,深度达11m时,土壤处于热虹吸冷却器的强烈侧向影响区域,在两端的影响较低,因此可形成坚实的冰土墙,提高土坝的不透水性;(3)根据多年现场监测显示,没有渗流,也没有任何变形或故障。综上表明热虹吸冷却器产生的牢固冻结提高了坝体的结构稳定性,可为后续研究提供依据。