渠道衬砌防冻简介

渠道衬砌防冻是指防止渠道衬砌层因基土冻胀而遭受破坏的措施 。

渠道村砌防冻破坏的机理，在季节性冻土地区，细粒土壤中的水分在冬季负温条件下凝析成冰晶，体积膨胀.土壤体积也随之膨胀，地面隆起，这种现象称之为土壤的冻胀。土壤的冻胀程度取决于气温、土壤性质和土壤含水量3个条件。负温是土壤冻结的能源条件，负温高低影响冻胀的强弱。水分是冻结过程中最活跃的因素.只有在土壤含水量达到某一临界值后，土壤才可能发生冻胀，该临界值称为起始冻胀含水量。当渠道衬砌层承受不均匀冻胀时，更容易遭受破坏 。

渠道衬砌遭受破坏的特点，由于渠道断面各部位接受的阳光辐射不均勾, 渠衬砌层表面温度不同, 渠道衬砌断面各部位基土冻结深度和冻胀程度也不相同，一般渠底和明阴坡大于阳坡 。

渠道冻胀破坏的防治方法，防治渠道冻胀应主要从改善渠床土壤性质和减少土壤水分入手，以减轻基土的冻胀程度，使衬砌结构适应基土的冻胀变形。

具体方法可归纳为工程措施和管理措施两类。

(1)工程措施包括:

①正确规划布置渠道。

②置换渠床土壤。

③铺设排水系统。

④设置保温层。

⑤合理选择衬砌形式。

(2)管理措施包括:

①避免在严寒季节输水，冬季停水日期应比气温稳定通过零变日期提前7~10d，春季开灌日期则不应早于气温稳定通过零度日。如灌溉许可，最好在冻胀变形回复、裂缝基本闭合之后输水。

②骨干渠道附近的农田和防风林带，应在进入负温以前半个月结束冬灌。

③春灌以前，对渠道衬砌出现的裂缝要及时进行修补 。2100433B

李甲林、王正中编著的这本《渠道衬砌冻胀破坏力学模型及防冻胀结构》在系统分析国内外资料的基础上，针对旱寒灌区普遍存在的衬砌渠道冻胀破坏问题进行深入系统的研究、对近年来相关成果予以凝练升华而成。全书共分8章，内容包括：渠道冻胀研究进展；混凝土衬砌渠道冻胀机理及破坏特征；渠道衬砌冻胀破坏力学模型研究；冻土力学特性及本构；土体冻胀过程中“水、热、力”三场耦合数值模拟；混凝土衬砌渠道冻胀数值模拟及抗冻胀研究；高地下水水位下滤透式刚柔耦合衬砌结构抗冻胀应用研究；基于敏感性分析的渠道抗冻胀措施优化研究。

前言

第1章 渠道冻胀研究进展

1.1 研究背景

1.2 国内外渠道衬砌状况

1.3 国内外渠道冻胀研究现状

第2章 混凝土衬砌渠道冻胀机理及破坏特征

2.1 冻胀机制简述

2.2 渠道冻胀主要影响因素

2.3 渠道衬砌抗冻胀能力分析

2.4 混凝土衬砌渠道破坏特征

2.5 本章小结

第3章 渠道衬砌冻胀破坏力学模型研究

3.1 梯形衬砌渠道冻胀破坏力学模型

3.2 准梯形衬砌渠道冻胀破坏力学模型

3.3 弧底梯形衬砌渠道冻胀破坏力学模型

3.4 U形渠道衬砌冻胀力学模型

3.5 冻胀破坏力学模型的工程应用——U形渠道最佳断面分析

3.6 本章小结

第4章 冻土力学特性及本构

4.1 概述

4.2 冻土力学特性

4.3 冻土横观各向同性本构模型实验研究

4.4 横观各向同性本构与各向同性本构的对比

4.5 冻土弹性参数分析

4.6 冻土强度准则及其预测

4.7 本章小结

第5章 土体冻胀过程中“水、热、力”三场耦合数值模拟

5.1 冻土的相变温度场

5.2 土冻结过程中的水分迁移

5.3 冻土水分场基本方程

5.4 应力应变方程

5.5 三场耦合数学模型及简化求解

5.6 开放系统中土冻结过程三场耦合计算

5.7 封闭系统中土冻结过程三场耦合计算

5.8 本章小结

第6章 混凝土衬砌渠道冻胀数值模拟及抗冻胀研究

6.1 原型渠道及有关参数

6.2 渠道有限元模型

6.3 数值分析及其结果分析

6.4 混凝土衬砌渠道抗冻胀研究

6.5 本章小结

第7章 高地下水水位下滤透式刚柔耦合衬砌结构抗冻胀应用研究

7.1 滤透式刚柔耦合衬护结构技术原理

7.2 滤透式刚柔耦合衬护结构型式与构件

7.3 实例应用

7.4 本章小结

第8章 基于敏感性分析的渠道抗冻胀措施优化研究

8.1 研究对象与计算方法

8.2 基于正交实验设计理论的敏感性分析

8.3 渠道冻胀敏感性分析过程

8.4 抗冻胀优化结果

8.5 本章小结

参考文献2100433B