弧底梯形复合衬砌渠道冻胀破坏力学模型及其求解

摘要：

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。

关键词：复合衬砌、弧底梯形断面渠道、冻胀破坏、力学模型、冻胀力

分类号：TV672(水利枢纽、水工建筑物)

资助基金：国家自然科学基金51269029;石河子大学高层次人才科研启动基金RCZX201128

在线出版日期：2015-01-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：61-66