基于弹性地基梁理论的梯形渠道混凝土衬砌冻胀力学模型

作     者：李宗利 姚希望 杨乐 邵化建 王正中 Li Zongli;Yao Xiwang;Yang Le;Shao Huajian;Wang Zhengzhong

作者机构：西北农林科技大学水利与建筑工程学院杨凌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杨凌712100 

出 版 物：《农业工程学报》 (Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering)

年 卷 期：2019年第35卷第15期

页      面：110-118页

核心收录：

学科分类：081401[工学-岩土工程] 08[工学] 0815[工学-水利工程] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家重点研发计划“高寒区长距离供水工程能力提升与安全保障技术”(2017YFC0405101-2) 

主　　题：渠道 冻土 位移 弹性地基梁 力学模型 

摘      要：冻胀破坏是寒区渠道衬砌破坏的主要方式,建立合理的冻胀力学模型是渠道衬砌抗冻胀设计的基础。该文基于Winkler假定,将渠道基土的冻胀效应等效为一组相互独立且垂直或平行于衬砌板的弹簧。冻胀量通过弹簧的伸长量体现,冻胀力通过弹簧被压缩产生的反力体现。结合梯形渠道冻胀时衬砌板的受力特点,应用SL23-2006《渠系工程抗冻胀设计规范》冻胀量的计算成果,建立基于弹性地基梁理论的梯形渠道混凝土衬砌冻胀力学模型,其合理性通过与甘肃省靖会总干渠梯形渠道的前人试验和数值模拟结果进行比较验证。结果表明,该文模型计算的冻胀量和冻胀反力的分布规律与前人的试验和数值模拟基本吻合;计算的冻胀量和试验结果整体相对平均误差为4.72%,计算结果合理。该文模型与现行规范推荐的冻胀量计算成果有机衔接,可为寒区渠道抗冻胀设计提供参考。