寒区输水渠道衬砌与冻土相互作用的冻胀破坏试验研究

摘要：

寒区输水渠道冻胀破坏直接影响着工程安全及效益发挥,基土冻胀变形及其与结构相互作用共同导致衬砌冻胀破坏发生.采用低温室循环供冷,模型槽底部砂砾石层补水,设计衬砌渠道低温冻胀模型试验,研究渠基土体的温度场、水分场、变形场和衬砌位移之间动态耦合规律,对比观测了冻融试验前后渠基土横剖面物理性状的变化.研究表明:引起基土冻胀变形的水分迁移量及结冰量受温度梯度、冻结速率控制,也受土体初始含水率的制约;渠道断面形状影响渠道的温度边界和热传导,使各部位冻结速率及冻胀变形不一致.渠基土冻结过程中兼有冻胀和挤密,土体受挤压程度同样受渠道衬砌及断面形状的影响,土体内应力复杂.渠基土冻胀与衬砌位移不协调,导致渠底衬砌与土体脱空且偏心受拉.土体冻结时与衬砌间形成接触分凝冰层,传递作用力;温升融化时,接触分凝冰层消融,表层土体强度丧失,造成渠坡滑动失稳破坏和衬砌结构大面积的滑塌.

关键词：衬砌渠道、冻胀破坏、模型试验、水热力耦合、接触分凝冰层

所属期刊栏目：40

分类号：TU411(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家重点研发计划"水资源高效开发利用"重点专项2017YFC0405101;国家自然科学基金项目51279168;十二五科技支撑计划2012BAD10B02;冻土工程国家重点实验室基金项目SKLFSE-201105;教育部博士点基金项目20120204110024

在线出版日期：2018-11-19（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：1799-1808