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考虑地下水位影响的现浇混凝土梯形渠道冻胀破坏力学分析 被引量:21
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作者 肖旻 王正中 +2 位作者 刘铨鸿 王羿 葛建锐 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期91-97,共7页
地下水的补给与迁移是高地下水位渠道的冻胀破坏的主要影响因素。该文提出了一种考虑地下水位影响的梯形渠道衬砌冻胀力分布计算方法,推导出地下水位影响的渠道基土冻胀强度和冻结深度分布的计算公式,并得到现浇混凝土衬砌的截面最大弯... 地下水的补给与迁移是高地下水位渠道的冻胀破坏的主要影响因素。该文提出了一种考虑地下水位影响的梯形渠道衬砌冻胀力分布计算方法,推导出地下水位影响的渠道基土冻胀强度和冻结深度分布的计算公式,并得到现浇混凝土衬砌的截面最大弯矩和最易破坏截面位置的解析表达式。从整体与局部2个方面定量分析梯形渠道衬砌冻胀力分布的不均匀性,为渠道的抗冻性能评价和断面优化提供了定量指标,结果表明:渠深越浅,坡板倾角越小,冻胀力分布越均匀,越不易发生破坏,揭示了宽浅式梯形渠道抗冻性能良好的原因。以塔里木灌区某梯形渠道为原型,对不同地下水埋深的渠道冻胀特征和受力进行了分析,并与观测资料进行了对比,其中基土冻深的计算值与观测值之间的最大相对误差为3.5%,估算最大弯矩所在截面的位置为距离坡顶63.9%坡板长处,与灌区实地调查结果基本相符,表明了方法的实用性和合理性。最后,对高地下水位梯形渠道的冻害机理进行了分析,该研究可为高地下水位现浇混凝土梯形渠道衬砌的抗冻设计和相关研究提供参考。 展开更多
关键词 水分 渠道 冻土 冻胀 高地下水位 塔里木灌区 冻害机理
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饱水红砂岩裂隙冻胀力与变形试验研究 被引量:9
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作者 田镇 李银平 +3 位作者 王贵宾 马洪岭 张君岳 毕振辉 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第S01期2857-2868,共12页
高寒高海拔地区常年受冻融循环作用影响,裂隙岩体冻胀现象普遍存在。为探究冻胀力在裂隙冻胀变形中的演化规律,揭示裂隙岩石的冻胀损伤机制,利用分布式压力薄膜传感器、温度传感器和应变仪组成的测试系统,对不同裂隙宽度的饱和裂隙红砂... 高寒高海拔地区常年受冻融循环作用影响,裂隙岩体冻胀现象普遍存在。为探究冻胀力在裂隙冻胀变形中的演化规律,揭示裂隙岩石的冻胀损伤机制,利用分布式压力薄膜传感器、温度传感器和应变仪组成的测试系统,对不同裂隙宽度的饱和裂隙红砂岩试样的冻融过程进行实时全面监测,获得裂隙冻胀力、温度和裂隙应变随时间变化的曲线。试验结果表明:在冻融过程中,饱水裂隙红砂岩裂隙内20 mm处出现恒温平台,标志着裂隙水发生冻结,且裂隙宽度越大,恒温平台出现时刻越早;岩石表面应变与温度变化拐点同步,裂隙应变拐点滞后于温度拐点,但裂隙应变与最大冻胀力的变化同步;在恒温平台出现时,岩石表面应变快速上升,主要是岩石骨架收缩和岩石孔隙水冻胀共同作用引起的;岩石表面温度变化比裂隙内温度变化更快,导致裂隙水的冻胀有所滞后;在融化过程,冻胀力和应变均再次爬升,并出现次高点;对于宽度在2~4 mm范围内的裂隙,最大冻胀力峰值随着裂隙宽度增大而增加;在整个冻融过程中,冻胀力的分布是不规则的、冻胀力由四周向内部递增,四周的冻胀力大小基本保持不变;冻融机制分析表明:岩块周边首先形成冻结层,然后裂隙水发生冻结逐渐形成冰塞,当冰塞不再滑移、达到完全密闭状态,裂隙应变急速上升、冻胀力骤然上升到最大值,裂隙尖端应力集中,产生微裂纹。在融化时,岩石表面融化,裂隙内产生二次冻胀。试验初步分析了裂隙岩体中孔隙水和裂隙水的冻结规律,为合理分析裂隙岩体冻胀损伤机制提供依据。 展开更多
关键词 岩石力学 裂隙岩体 冻胀力 冻胀变形 冻胀损伤机制
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岩石与岩体冻融损伤内涵区别及研究进展 被引量:2
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作者 秦世康 陈庆发 尹庭昌 《黄金科学技术》 CSCD 2019年第3期385-397,共13页
岩石与岩体内部结构、空间尺度及裂隙分布形式不同,在冻融循环作用下其损伤劣化机制存在显著差异,损伤评判标准亦有所不同,因此厘清岩石与岩体冻融损伤内涵区别并总结相关研究进展具有重要意义。在内涵方面,岩石损伤主要是内部微小缺陷... 岩石与岩体内部结构、空间尺度及裂隙分布形式不同,在冻融循环作用下其损伤劣化机制存在显著差异,损伤评判标准亦有所不同,因此厘清岩石与岩体冻融损伤内涵区别并总结相关研究进展具有重要意义。在内涵方面,岩石损伤主要是内部微小缺陷作用,属于微观层面问题(毫米量级及以下尺度);而岩体损伤则更加关注节理裂隙的影响,属于宏观层面问题(厘米量级及以上尺度)。目前冻融损伤相关研究主要集中在完整岩石块体,对于含有宏观裂隙的岩体研究较少;岩石冻胀是原位水冻胀与迁移水冻胀共同作用的结果,主要从冻胀力与疲劳损伤2个角度进行岩石冻融损伤本构模型的构建研究。未来岩体冻融损伤研究应重点关注裂隙所带来的影响,即从微观尺度入手,利用室内试验探究冻融循环过程孔隙和裂隙内部水分迁移冻胀机制与相互作用规律,结合现场试验与数值模拟研究构建大尺度下岩体冻融损伤本构模型,最终形成寒区岩石与岩体冻融损伤评价体系。 展开更多
关键词 岩石与岩体损伤 空间尺度 冻融循环 冻胀力 疲劳损伤 本构模型 冻胀机制 数值模拟
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浅论均质土坝迎水面混凝土盖板受冻胀土破坏的机理及防治
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作者 杨敏 李洪涛 李娜 《水利建设与管理》 2018年第9期38-42,共5页
均质土坝坝体材料在冻融循环过程中,极易出现冻土上抬、冻胀开裂等现象,不可避免地对混凝土结构的稳定性和安全性构成威胁。本文通过对均质土坝上游迎水面混凝土盖板受冻胀土破坏产生的危害进行研究,分析冻胀土产生的机理和破坏性,提出... 均质土坝坝体材料在冻融循环过程中,极易出现冻土上抬、冻胀开裂等现象,不可避免地对混凝土结构的稳定性和安全性构成威胁。本文通过对均质土坝上游迎水面混凝土盖板受冻胀土破坏产生的危害进行研究,分析冻胀土产生的机理和破坏性,提出防止措施,可为类似地区水工混凝土结构的设计和施工提供借鉴。 展开更多
关键词 冻胀土 迎水面混凝土盖板 均质土坝 破坏 机理 防治
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