检索结果-南通市图书馆

考虑预制混凝土“设缝”作用的梯形渠道冻胀机制影响研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

水资源与水工程学报 2024年第1期35卷 170-176页

作者：王春霞葛建锐王正中江浩源张亚新郑健肖旻临夏回族自治州水利科学研究院甘肃临夏731100 兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃兰州730050 西北农林科技大学旱区寒区水工程安全研究中心陕西杨凌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 江西科技师范大学土木工程学院江西南昌330038

寒区衬砌渠道输水能力下降主要是由常年冻融作用下衬砌结构发生冻胀破坏所致,针对渠道衬砌结构冻胀破坏问题提出渠坡板纵向设缝的抗冻措施与数值分析方法。本文通过将渠道衬砌板与冻土视为整体处理的方法构建混凝土衬砌渠道热力耦合冻... 详细信息

寒区衬砌渠道输水能力下降主要是由常年冻融作用下衬砌结构发生冻胀破坏所致,针对渠道衬砌结构冻胀破坏问题提出渠坡板纵向设缝的抗冻措施与数值分析方法。本文通过将渠道衬砌板与冻土视为整体处理的方法构建混凝土衬砌渠道热力耦合冻胀模型,以甘肃省景泰灌区某混凝土衬砌渠道为研究对象,考虑不同设缝措施与纵缝填充的接触本构对3种工况进行抗冻影响因素分析。结果表明:渠底深部基本不受渠道整体几何边界的影响,但渠道边界尺寸和基土热流分布均对基土上部温度场变化具有显著影响。渠道阴坡、渠底和阳坡最大冻深分别为86.3、67.5、58.2 cm。通过合理设缝措施可使渠道阴坡法向冻胀力降低40.7%、底板冻胀量减小63.5%、切向冻胀力降低43.8%,使渠道断面冻胀分布趋于均匀,且模型分析与实测结果相符,表明本文构建模型的合理性。研究结果可为长距离输水渠道数值计算提供理论依据。

关键词：热力耦合冻胀衬砌结构设缝预制混凝土梯形渠道

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

环境温度对碎石层传热特性的影响研究

冰川冻土 2023年第3期45卷 1006-1015页

作者：梁铭轩葛建锐牛永红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 中国科学院大学北京100049 兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃兰州730050

碎石层的传热机理研究对寒区路基改善技术的应用以及自然界中的“异常”冻土分布的解释有着重要的意义。很多研究者曾对碎石层进行了试验研究,但试验中的温度设置并无统一标准。相较于细颗粒土,粗颗粒材料中水分的影响较小,因此在试验... 详细信息

碎石层的传热机理研究对寒区路基改善技术的应用以及自然界中的“异常”冻土分布的解释有着重要的意义。很多研究者曾对碎石层进行了试验研究,但试验中的温度设置并无统一标准。相较于细颗粒土,粗颗粒材料中水分的影响较小,因此在试验中的温度设置对试验的结果起到了关键作用。为了对比不同的温度设置情况对碎石传热过程的影响,以不同的顶板温度、底板温度以及环境温度进行复合,并对不同组合情况应用COMSOL软件,在考虑碎石层多孔介质传热的情况下进行模拟。结果表明:即使在保温层包裹的情况下,环境温度依然能对温度剖面以及垂直方向上的热通量产生明显的影响。当环境温度与碎石层平均温度一致时,垂直方向上的热通量达到最小值,此时换热效率最低。因此,在此后的室内碎石层试验设计中,若需减少水平方向上的热量交换带来的影响,应尽量将环境温度设置在碎石层平均温度附近。工程中可通过降低碎石层侧边界温度来增强碎石层内外的热量交换,从而增强碎石层的换热效率。

关键词： COMSOL 多孔介质传热热通量温度剖面

基于双参数弹性地基梁理论的梯形渠道冻胀力学模型

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

农业工程学报 2022年第14期38卷 71-78页

作者：肖旻王正中吴浪杨晓松崔浩葛建锐江西科技师范大学建筑工程学院南昌330013 西北农林科技大学旱区寒区水工程安全研究中心旱区农业水土工程教育部重点实验室杨凌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兰州730000 塔里木大学水利与建筑工程学院阿拉尔843300 兰州理工大学能源与动力工程学院兰州730050

为克服已有梯形渠道弹性地基梁模型未考虑土体连续性及需要预先假定切向冻结力分布的不足,该研究在Winkler模型的基础上,用土弹簧的伸缩来描述法向冻胀力与法向冻结力,引入剪切层和接触界面层构建了梯形渠道双参数冻土地基梁模型。通过... 详细信息

为克服已有梯形渠道弹性地基梁模型未考虑土体连续性及需要预先假定切向冻结力分布的不足,该研究在Winkler模型的基础上,用土弹簧的伸缩来描述法向冻胀力与法向冻结力,引入剪切层和接触界面层构建了梯形渠道双参数冻土地基梁模型。通过引入剪切层考虑土弹簧间的相互作用,引入接触界面层把切向冻结力计算纳入模型中一体化求解。以甘肃省靖会总干渠梯形渠道为例,计算了衬砌板法向冻胀位移,并将计算值与Winkler模型、有限元法计算结果及试验值进行对比分析,最后对衬砌板各点切向位移及切向冻结力分布进行计算。结果表明:本文模型计算值与Winkler模型、有限元法计算结果的总体变化趋势一致,且与试验值更加接近,当剪切系数g=0时双参数模型则退化为Winkler模型,验证了模型合理性;衬砌板各点切向位移及切向冻结力呈非线性分布,且随切向刚度增大,各点切向位移总体呈减小趋势,与实际相符。本研究可为梯形渠道抗冻胀设计提供参考。

关键词：冻土工程渠道冻胀弹性地基梁双参数模型

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

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

工程力学 2022年

作者：肖旻王正中吴浪杨晓松崔浩葛建锐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西北农林科技大学旱区寒区水工程安全研究中心兰州理工大学能源与动力工程学院西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室塔里木大学水利与建筑工程学院江西科技师范大学建筑工程学院

为克服Winkler冻土地基梁模型无法考虑土弹簧间相互作用及需要预先假定切向冻结力分布规律的不足。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...

为克服Winkler冻土地基梁模型无法考虑土弹簧间相互作用及需要预先假定切向冻结力分布规律的不足。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Pasternak双参数冻土地基梁模型。以新疆塔里木灌区某梯形渠道为原型，对衬砌各点冻胀位移进行计算，并与材料力学法、Winkler模型计算结果及观测值进行对比。结果表明：本文模型计算结果与观测值符合良好，且相比材料力学法、Winkler模型计算结果更加接近观测值；同时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，表明模型的合理性。通过参数分析研究了界面切向刚度k对各截面切向位移及衬砌板底部切向冻结力分布的影响。结果表明：当k越小时，切向位移与切向冻结力趋于线性分布；k较大时，两者均偏离线性分布且k越大偏离就越明显，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，从而能有效提高模型的计算精度。

关键词：

考虑轴向与弯曲变形耦合的梯形渠道弹性冻土地基梁模型

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

工程力学 2023年

作者：肖旻王正中吴浪杨晓松崔浩葛建锐塔里木大学水利与建筑工程学院江西科技师范大学土木工程学院西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室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西北农林科技大学旱区寒区水工程安全研究中心兰州理工大学能源与动力工程学院

弹性冻土地基梁模型因其能有效地反映冻土-结构间的相互作用与变形协调，在渠道冻胀力学分析中得到广泛应用。在现有模型基础上，考虑衬砌板法向冻胀变形与接触面切向位移的耦合效应，基于Winkler假设构建考虑轴向与弯曲变形耦合的梯形... 详细信息

弹性冻土地基梁模型因其能有效地反映冻土-结构间的相互作用与变形协调，在渠道冻胀力学分析中得到广泛应用。在现有模型基础上，考虑衬砌板法向冻胀变形与接触面切向位移的耦合效应，基于Winkler假设构建考虑轴向与弯曲变形耦合的梯形渠道冻土地基模型，并应用微分算子级数法及卡尔达诺公式对耦合方程组进行了求解。相比已有研究，该模型可选取更加灵活且物理意义明确的边界条件，可同时兼顾衬砌两端法向与切向边界。通过引入待定参数克服了前后模型不一致的不足，实现衬砌板法向-切向位移及板间相互作用力的一体化求解。以甘肃靖会总干渠为例计算衬砌各点冻胀位移，并与弹性支承法、有限元法计算结果及观测值进行对比分析，验证了模型的合理性与适用性。以新疆塔里木灌区某梯形渠道为原型，对衬砌板法向冻胀位移、接触面切向位移、截面弯矩及上表面应力进行了计算。结果表明，本文模型、非耦合模型及有限元法计算结果的总体变化趋势一致，本文模型计算值较非耦合模型更加接近观测值。对渠底板切向位移的计算表明该模型可有效地体现由于阴、阳坡差异引起的底板接触面切向位移、切向冻结力的非对称分布规律。通过计算渠道坡板上表面应力估算的衬砌板易开裂范围与灌区现场调查结果基本相符。

关键词：渠道冻胀弹性地基梁轴向与弯曲变形耦合微分算子级数法

联合Winkler-Pasternak模型的冬季输水梯形渠道冻胀力学分析

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

农业工程学报 2023年第10期39卷 88-95页

作者：肖旻祝婉玲王正中吴浪杨晓松崔浩葛建锐江西科技师范大学建筑工程学院江西省科协智库防灾减灾工程技术研究基地南昌330013 西北农林科技大学旱区寒区水工程安全研究中心旱区农业水土工程教育部重点实验室杨凌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兰州730000 塔里木大学水利与建筑工程学院阿拉尔843300 兰州理工大学能源与动力工程学院兰州730050

为克服现有冬季输水梯形渠道冻胀力学模型未充分考虑冻结区与水下非冻结区差异,以及未考虑土体连续性的不足,该研究根据冻土与非冻土剪切刚度的不同,冻结区采用Pasternak双参数弹性地基梁模型,而非冻结区采用Winkler模型,综合Pasternak... 详细信息

为克服现有冬季输水梯形渠道冻胀力学模型未充分考虑冻结区与水下非冻结区差异,以及未考虑土体连续性的不足,该研究根据冻土与非冻土剪切刚度的不同,冻结区采用Pasternak双参数弹性地基梁模型,而非冻结区采用Winkler模型,综合Pasternak模型考虑土体连续性及Winkler模型易于求解、所需参数少的优点,提出联合Winkler-Pasternak模型的冬季输水梯形渠道冻胀力学分析方法。以新疆玛纳斯河流域某冬季输水梯形渠道为例,计算渠坡衬砌板法向变形,并将本文模型、Winkler模型、Pasternak模型计算结果与观测值进行了对比分析,最后计算了衬砌板截面弯矩及上表面应力分布。结果表明:衬砌板法向变形可分为冻胀段、沉降段及冻胀-沉降过渡段三个部分,三种模型计算结果均能较好地反映衬砌板法向位移基本变化趋势,且本文模型计算结果与实测值更加接近,表明了模型合理性。衬砌板易开裂位置位于冻土区距离水位线10.0%~23.3%坡板长处,与工程实际相符。该研究可为寒区冬季输水梯形渠道抗冻胀设计提供科学参考与理论依据。

关键词：冻土工程渠道冻胀冬季输水力学模型 Winkler-Pasternak模型

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

高地下水位冻土区抛物线形渠道冻胀力学分析

排灌机械工程学报 2023年第3期41卷 268-274页

作者：肖旻王正中吴浪熊志豪葛建锐崔浩杨晓松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陕西杨凌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730050 兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃兰州730050 塔里木大学水利与建筑工程学院新疆阿拉尔843300

考虑渠道断面各截面地下水位以及局部几何特性逐点不同的特殊性并结合Winkler假设,提出了高地下水位冻土区抛物线形渠道衬砌法向冻胀力与切向冻结力计算方法及截面内力计算公式.考虑曲梁曲率影响提出基于曲梁理论的截面正应力计算方法... 详细信息

考虑渠道断面各截面地下水位以及局部几何特性逐点不同的特殊性并结合Winkler假设,提出了高地下水位冻土区抛物线形渠道衬砌法向冻胀力与切向冻结力计算方法及截面内力计算公式.考虑曲梁曲率影响提出基于曲梁理论的截面正应力计算方法及抗裂验算公式.以河北某抛物线形渠道为例,分析衬砌截面轴力、弯矩及应力分布规律.结果表明:轴力自渠顶向渠底中部逐渐增大且均为压力;衬砌板主要在负弯矩作用下凸向内侧,仅在临近渠底时由负变正转而凸向外侧;由于存在拱效应,各截面均以压应力为主,仅渠坡中下部内侧及渠底中部附近外侧出现拉应力从而易导致开裂.分别应用直梁理论和曲梁理论计算衬砌板截面应力并进行对比分析.发现渠底中心附近曲率较大处两者相对误差可达11.78%,且直梁理论的计算结果量值偏小、安全性低,应当基于曲梁理论进行应力分析更加合理.

关键词：抛物线形渠道冻土冻胀力学分析曲梁

考虑冻土与结构相互作用的梯形渠道冻胀破坏弹性地基梁模型

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

水利学报 2017年第10期48卷 1229-1239页

作者：肖旻王正中刘铨鸿王羿葛建锐王兴威西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学旱区寒区水工程安全研究中心陕西杨凌712100 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室甘肃兰州730000

假定渠基冻土为服从Winkler假设的弹性地基,提出一种针对开放系统混凝土梯形渠道的衬砌冻胀力分布计算方法。基于弹性地基梁理论引入与冻胀变形成比例的附加项来反映衬砌冻胀变形引起的冻胀力释放和削减,导出考虑冻土与衬砌结构耦合作... 详细信息

假定渠基冻土为服从Winkler假设的弹性地基,提出一种针对开放系统混凝土梯形渠道的衬砌冻胀力分布计算方法。基于弹性地基梁理论引入与冻胀变形成比例的附加项来反映衬砌冻胀变形引起的冻胀力释放和削减,导出考虑冻土与衬砌结构耦合作用的冻土地基梁挠曲线微分方程。基于此,对现浇混凝土梯形渠道底板和坡板分别建立冻胀模型,并结合边界条件对方程求解获得渠道底板和坡板挠度和内力的解析表达式,进而建立了基于衬砌冻胀位移计算的渠道衬砌冻胀破坏判断准则。以新疆塔里木灌区某梯形渠道为原型,对衬砌各点冻胀位移进行了计算,并与材料力学方法的计算结果及原型观测值进行了对比分析。结果表明,本文方法由于考虑了衬砌冻胀变形引起的冻胀力释放和削减,冻胀位移计算结果均较材料力学方法小,且与观测值更加符合。研究结果可为现浇混凝土梯形渠道的抗冻胀设计提供参考和理论依据。

关键词：冻土工程灌溉渠道冻胀弹性地基梁挠曲线微分方程

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

北方寒区灌渠衬砌基体土冻胀性能研究

北方寒区灌渠衬砌基体土冻胀性能研究

作者：葛建锐黑龙江八一农垦大学

学位级别：硕士

中国是全世界人均水资源贫乏的国家，人均水资源拥有量为世界平均量的四分之一。农业用水占我国水资源消耗的比重较大，提高水分利用率是发展高效节水型农业的中心工作之一，且为解决农业用水紧缺问题的关键所在。黑龙江地处北方高寒地... 详细信息

中国是全世界人均水资源贫乏的国家，人均水资源拥有量为世界平均量的四分之一。农业用水占我国水资源消耗的比重较大，提高水分利用率是发展高效节水型农业的中心工作之一，且为解决农业用水紧缺问题的关键所在。黑龙江地处北方高寒地区，在该地有大量季节冻土和少量常年冻土，灌渠遭受十分严重的冻胀破坏，致使灌溉用水损失严重，因此研究黑龙江省季节冻土区冻胀对渠道衬砌结构的破坏具有重要的现实意义。首先对黑龙江省北安垦区灌渠冻胀现象进行了广泛的调查研究，主要包括渠面斜坡破坏和渠底破坏。现场调研表明，季节性冻土区灌渠衬砌冻胀破坏已成为制约北方寒区农田灌渠输水灌溉效果的瓶颈。其次以黑龙江省北安管理局二龙山农场灌渠渠底基体土为研究对象，将其简化为一维冻胀模型，设计、制作并完成了衬砌渠底土冻胀试验。根据一维冻胀模型，对影响渠底土冻胀力的初始含水率、平均冻胀温度、预加轴向压力和土样孔隙率等因素进行了正交试验设计。试验结果表明：得到最大冻胀力的参数组合和影响因素显著性分析。通过二次通用旋转组合试验，得出各个因素与评价指标的回归方程，并对结果进行了优化处理，获得最大冻胀力方程最优结果。最后根据北安垦区灌渠实际形式及尺寸，建立了ANSYS有限元模型，对不同形式渠道进行了数值模拟，通过分析其受力特征，得出影响渠道冻胀破坏的主要因素为冻胀温度，与试验结果的对比表明，初始含水率、温度荷载是影响渠道冻胀力的主要因素。

关键词：北方寒区灌渠基体土冻胀力