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。