基于ABAQUS软件的矩形渠道冻胀数值模拟
2019-01-07李斌
水利科技与经济 2018年12期
李 斌
(阜康市九运街镇农业(畜牧业)发展服务中心,新疆 阜康 831501)
0 引 言
在北方季节性冻土地区,冬季第四纪表土的冻结深度大,渠系工程普遍存在开裂、隆起、坍塌等现象,冻胀破坏问题严重,降低了渠化工程的利用率,缩短了渠道衬砌的正常使用寿命,后期渠化工程的修复将增加相当大建设成本[1]。渠道衬砌体下的土体冻胀是引起渠道衬砌冻胀破坏的主因,由于第四纪表层土体发生冻胀效应,将导致渠道衬砌体受到强烈的挤压破坏作用。一般而言,渠道衬砌体下部位的第四纪表土层内的水分含量越高,则土体的冻胀量越大[1]。当渠基土所处位置的水位较高,甚至地下水位高于渠道底部时,渠道衬砌体的冻胀破坏问题最为严重。
1 工程概况
矩型渠具有易安装、施工周期短、工作期限长、灌溉用水效率高、抗冻性强、工程成本低等优点,可显著节约建设成本。在节水灌溉方面能提高、保证灌区粮食产量与安全,可带来巨大的社会效益。常用的薄壁U型渠混凝土强度范围在C15~C20,抗冻胀性低于F150,在寒区使用强度偏低,U型渠的混凝土强度指标与抗冻胀性指标很难在寒冬低温条件下正常运行。为保证矩型渠低温条件下正常运行,新疆阜康某地区薄壁U型渠的混凝土强度设计为C50,抗冻性设计为F300。图1为矩型砼渠断面图,表1为矩型砼渠参数表。

图1 矩型砼渠断面图

表1 矩型砼渠参数表
2 常用的防冻胀措施
针对渠道衬砌体的防冻胀工程措施,一种思路是从源头上消除土体冻胀的成因,即对渠基土进行换填及加固处理;……
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