考虑双重剪切的开放系统梯形渠道Pasternak双参数冻土地基梁模型

作     者：肖旻 王正中 吴浪 杨晓松 崔浩 葛建锐 XIAO Min;WANG Zheng-zhong;WU Lang;YANG Xiao-song;CUI Hao;GE Jian-rui

作者机构：江西科技师范大学建筑工程学院江西南昌330013 西北农林科技大学旱区寒区水工程安全研究中心陕西咸阳712100 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室陕西咸阳712100 中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室甘肃兰州730000 塔里木大学水利与建筑工程学院新疆维吾尔自治区阿拉尔843300 兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃兰州730050 

出 版 物：《工程力学》 (Engineering Mechanics)

年 卷 期：2024年第41卷第4期

页      面：70-80页

核心收录：

学科分类：081504[工学-水利水电工程] 082802[工学-农业水土工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 09[农学] 0815[工学-水利工程] 0903[农学-农业资源与环境] 

基　　金：国家重点研发计划重点专项项目(2017YFC0405103) 国家自然科学基金项目(U2003108,51641903,51869029) 冻土工程国家重点实验室开放基金项目(SKLFSE201801) 江西省教育厅科学技术研究项目(GJJ190621) 

主　　题：冻土工程 渠道 冻胀 Pasternak模型 双重剪切 开放系统 

摘      要：Winkler冻土地基模型无法考虑土弹簧间相互作用,且需要预先假定切向冻结力分布。为克服这些不足之处,在现有模型基础上引入Pasternak剪切层反映冻土-衬砌间法向相互作用,引入切向弹簧组成的接触界面层反映冻土-衬砌间切向相互作用,构建考虑双重剪切的梯形渠道Pasternak双参数冻土地基模型。以塔里木灌区某渠道为例计算衬砌冻胀变形,并与材料力学法、Winkler模型计算值及观测值进行对比。结果表明:与材料力学法、Winkler模型相比,该文模型计算值更接近观测值。根据该模型估算的衬砌板易开裂范围也与灌区现场调查结果相符,表明模型适用性。通过参数研究分析了界面切向刚度kx对各处切向位移及切向冻结力分布的影响。结果表明:kx越小时,切向位移与切向冻结力趋于线性分布;kx较大时,两者均偏离线性分布且kx越大偏离越明显,线性分布假设不再适用。该模型可较充分地反映冻土与衬砌板间接触界面相互作用的基本特征,从而有效提高模型的计算精度。