土工袋防渠道冻胀水-热-力耦合数值模拟

摘要：

根据水-热-力耦合计算模型,编制相应的有限元计算程序,并结合寒冷地区渠道工程进行数值计算,分析渠道建成后2a内渠坡的温度场、水分场及位移的分布规律.计算结果表明:渠坡在冻融过程中表现出显著的冻胀、融沉变形特性,且冻胀和融沉变形不可逆;土工袋处理渠道对冻土渠坡具有较好的防冻胀效果,土工袋具有较小的导热性,可以有效减小渠坡内部土体温度受大气温度的影响,从而减小渠坡发生冻胀融沉变化的可能性;土工袋可以抑制毛细水和薄膜水的上升,可减小土工袋层及下部土体中的水分迁移,从而保持渠道内较为稳定的含水量,减小渠坡表层的冻胀量;土工袋具有一定的强度且在自身袋子张力作用下能够抑制部分冻胀变形,从而减小渠道衬砌体由冻胀引起的破坏.同时,渠道表层用土工袋处理后,渠坡内部温度可以较快达到稳定状态,运行2a后可在地基2m以下位置形成较为稳定的常年冻结层.

关键词：土工袋、渠道防冻胀、水-热-力耦合、温度场、水分场、应力场、数值模拟、寒冷地区

所属期刊栏目：46

分类号：TU43(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家重点研发计划2017YFC0405104;国家自然科学基金51509164,51879166;南京水利科学研究院院基金Y716009

在线出版日期：2018-11-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：408-417