寧夏引黃灌區(qū)小型U形渠道抗凍脹試驗(yàn)與襯砌結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、寧夏位于黃河中上游，土地面積的3/4屬于干旱區(qū)，是一個典型的缺水地區(qū)。寧夏引黃灌區(qū)農(nóng)田水利工程的一個突出問題是渠道滲漏嚴(yán)重。近年來，為解決糧食安全問題，國家推行高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)，要求灌區(qū)支斗級渠道的砌護(hù)率達(dá)到100％，農(nóng)渠的砌護(hù)率達(dá)到75％。隨之而來的就是這些小型渠道的防滲抗凍脹問題，并且會逐漸凸顯其嚴(yán)重性。
　　因此，論文針對季節(jié)性凍土地區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉中輸配水渠道的凍脹破壞問題，介紹了近年來國內(nèi)外對于渠道防滲以及抗凍脹研究的一些最

2、新研究進(jìn)展;在借鑒已有各類渠道抗凍脹試驗(yàn)研究成果的基礎(chǔ)上，提出了小型U形渠道混凝土襯砌結(jié)構(gòu)凍脹變形的具體試驗(yàn)觀測方案;以寧夏引黃灌區(qū)小型U形渠道混凝土襯砌結(jié)構(gòu)為例，選擇銀北地區(qū)前進(jìn)農(nóng)場八一支渠段所屬灌區(qū)作為研究區(qū)，重點(diǎn)針對該灌區(qū)中的整體式、兩拼式、三拼式等小型U形混凝土襯砌結(jié)構(gòu)渠道，實(shí)施了抗凍脹試驗(yàn)觀測，從2013年11月到2014年3月，觀測期歷時一個凍融季;整理、分析和討論了觀測實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與試驗(yàn)結(jié)果，并就試驗(yàn)觀測中存在的有關(guān)問題進(jìn)行了

3、相應(yīng)的分析探討。
　　論文試驗(yàn)研究結(jié)果如下:
　　(1)通過理論分析和試驗(yàn)研究，揭示了寧夏引黃灌區(qū)典型試驗(yàn)區(qū)（以支斗農(nóng)渠為例）小型U形渠道凍脹機(jī)理與破壞特征。
　　(2)通過凍脹觀測試驗(yàn)，對三種不同襯砌結(jié)構(gòu)U形渠道襯砌板氣溫、地溫、凍深以及凍脹變形量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)比較，揭示了各影響因素與凍脹破壞的關(guān)系及分布規(guī)律，分析了渠道襯砌的主要破壞時段和破壞部位及其形成原因，主要表現(xiàn)為:
　　1)地溫，三種結(jié)構(gòu)均呈現(xiàn)出地溫隨

4、土壤深度增加而升高的趨勢，且渠基陰坡面土壤溫度低，陽坡面溫度高，對于不同測點(diǎn)在同一時間，同一深度處，地溫值由渠道底部至兩端頂部均呈現(xiàn)出逐漸減小的趨勢，渠底地溫最高。對于陽坡來說，上孔的地溫普遍高于下孔，表明渠坡下部由于日照時間短，比中上部地溫較低。
　　2)凍深，兩拼式渠道是東西走向的渠道，可以看出北坡的凍深小于南坡，從渠道襯砌方向上看，北坡為陽坡，南坡為陰坡，渠底的凍深大于陽坡而小于陰坡。三拼式襯砌渠道是南北走向渠道，可以看出西

5、坡的凍深大于東坡，東坡為陽坡，西坡為陰坡。從三種襯砌結(jié)構(gòu)經(jīng)過一個凍融觀測周期的表面破壞情況來看，渠道陰坡的破壞程度明顯大于陽坡。
　　3)凍脹量，從三種襯砌渠道的凍脹變形觀測分布線，我們得出，三種渠道的底部都是凍脹變形最大的部位，其次對于整體式和三拼式襯砌渠道，屬于南北走向渠道，從圖中我們可以看出陰坡的凍脹量大于陽坡，對于兩拼式襯砌渠道，由于屬于東西走向渠道，受日照程度差距大，陰陽兩坡的凍脹量差別較大，由此我們可說明渠道的走向?qū)τ?/p>

6、渠道的凍脹破壞也是一個決定性的影響因素。
　　4)對于整體式渠道混凝土襯砌最容易發(fā)生破壞的點(diǎn)為弧段與坡板及底板的連接處，且不同襯砌均有微小或較大的凍脹破壞;對于兩拼式，最容易破壞的點(diǎn)是坡腳處，經(jīng)過一個凍融期的觀測，有個別板出現(xiàn)微小裂縫;對于三拼式，我們發(fā)現(xiàn)在1/3坡長處有貫穿整個渠道的縱向裂縫，并且是大面積的出現(xiàn)。
　　(3)通過對各種襯砌形式進(jìn)行防凍脹，抗裂縫分析與評價，較系統(tǒng)的對三種結(jié)構(gòu)的抗凍脹效果做了比較，最后結(jié)合工程