整体式U型混凝土渠道衬砌-冻土接触模型

王玉宝 , 吴浩兴 , 刘荣 , 白雅文 , 程森浩 , 张晨昊 , 周仁宇

农业工程学报. 2023, 39(09): 142-151

农业工程学报 ›› 2023, Vol. 39 ›› Issue (09) : 142-151. DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.202301105

整体式U型混凝土渠道衬砌-冻土接触模型

  • 王玉宝 , 吴浩兴 , 刘荣 , 白雅文 , 程森浩 , 张晨昊 , 周仁宇
作者信息 +
History +

摘要

为探究渠道衬砌与冻土接触面间存在的冻结约束、相对滑动与分离等接触作用对渠道衬砌冻胀破坏的影响,该研究以整体式U型渠道冻胀破坏监测试验为原型,构建了考虑接触和不考虑接触两类渠道冻胀模型,结合现场试验结果评估模型的合理性,并分析衬砌的冻胀变形与受力变化过程。结果表明:相比于不考虑接触模型,考虑接触模型的模拟结果更符合现场试验情况。在边坡处,考虑接触模型的法向应力峰值与试验监测峰值接近,不考虑接触模型的法向应力峰值可达前两者的3.3倍。试验与考虑接触模型的渠底法向应力基本为0,而不考虑接触模型中则存在持续增大的拉应力。现场试验的衬砌-冻土接触面间存在渠底分离与渠坡相对滑动过程,因此需由考虑接触模型模拟分析该过程。在试验与考虑接触模型中,渠底处衬砌与基土由于发生分离而产生空隙,此后悬空衬砌与渠坡基土发生相对滑动,释放了冻胀基土对衬砌的挤压力。考虑接触模型中的相对滑动改变了衬砌应力的发展趋势,由不考虑接触模型的“增力”变为考虑接触模拟的“卸力”。与不考虑接触模型相比,考虑接触模型的衬砌上、下表面正应力峰值分别降低了903%和164%,下表面切向力峰值降低了248%。在渠道冻胀模型中考虑接触作用更加合理,研究可为寒区渠道防冻胀设计与结构优化提供参考。

关键词

渠道 / 冻胀破坏 / 模型 / 衬砌-冻土接触 / 接触本构

引用本文

导出引用
王玉宝 , 吴浩兴 , 刘荣 , 白雅文 , 程森浩 , 张晨昊 , 周仁宇. 整体式U型混凝土渠道衬砌-冻土接触模型. 农业工程学报. 2023, 39(09): 142-151 https://doi.org/10.11975/j.issn.1002-6819.202301105

基金

国家重点研发计划项目(2022YFD1900501)

16

Accesses

0

Citation

Detail

段落导航
相关文章

/