国家冻土工程重点实验室基金
- 作品数：30 被引量：389H指数：16
- 相关作者：王正中刘旭东陈立杰李甲林陈涛更多>>
- 相关机构：西北农林科技大学中国科学院甘肃省水利厅更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划国家自然科学基金国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：水利工程农业科学建筑科学天文地球更多>>
- 弧脚梯形衬砌渠道抗冻胀及水力合理断面的分析被引量：16
- 2010年
- 【目的】推导出适宜于季节性冻土区弧脚梯形衬砌渠道的断面形式。【方法】根据冻土力学、水力学、工程力学理论,分析弧脚梯形渠道砼衬砌冻胀破坏机理及破坏特征,指出对季节性冻土区弧脚梯形渠道最优断面的设计,要从结构抗冻胀和水力学两方面考虑,以砼衬砌体同时满足水力最佳及抗冻胀性能最优为原则,对弧脚梯形渠道断面的最优形式进行推导。【结果】根据工程实践中常用的取值范围,在综合考虑水力最佳断面及砼衬砌板抗冻胀性能最优的基础上,得到最优断面的几何参数,即水力最佳和抗冻胀性能最优的弧脚梯形最优断面为:渠底宽是设计水深的0.53倍,坡脚圆弧半径是设计水深的0.3倍,坡脚圆弧中心角即边坡板的倾角为51°。【结论】此断面形式不但能适应季节性冻土区渠道防渗抗冻胀工程的实践要求,而且便于机械化施工。
- 芦琴王正中刘计良刘旭东
- 关键词：衬砌渠道冻胀破坏水力最佳断面
- 渠道冻胀敏感性数值模拟分析被引量：2
- 2010年
- 渠道冻胀破坏机理复杂,其主要影响因素可归纳为土、水、温与附加荷载等4个方面。为了探明渠道冻胀影响因素对于混凝土衬砌渠道的影响程度和规律,利用正交实验设计理论,选取渠道冻胀不均匀系数作为评价指标,渠道断面形式、混凝土衬砌板厚度、分缝位置、渠基土冻胀系数和混凝土衬砌板弹性模量E作为影响因素,利用有限元软件ADINA进行数值模拟,研究各因素对渠道冻胀的敏感性。结果表明,5个因素敏感性由大到小依次排列为:渠道断面形式>渠基土冻胀系数>分缝位置>混凝土衬砌板厚度>混凝土衬砌板弹性模量E,从而为探索混凝土衬砌渠道最有效的抗冻胀措施及设计方法提供了科学合理的方法和依据。
- 刘旭东王正中陈立杰
- 关键词：衬砌渠道数值模拟ADINA正交实验设计
- 聚合物涂层与沥青混凝土衬砌渠道冻胀模拟被引量：16
- 2009年
- 为了研究青混凝土与柔性增强涂层材料两种防渗抗冻胀技术的有效性,采用有限元分析软件ADINA,对其进行温度场、变形场及应力场仿真分析,研究了衬砌板的冻胀变形及其法向冻胀力和切向冻胀力分布规律,并分析衬砌板的应力及破坏规律;通过与普通混凝土衬砌对比分析,指出采用沥青混凝土、柔性增强涂层材料等柔性防渗抗冻胀材料不仅能使衬砌板的冻胀量及冻胀力更加均匀,而且通过释放变形,可使其法向及切向冻胀力减小25%～46%,可有效控制衬砌渠道冻胀破坏。
- 王正中陈立杰牟声远李甲林
- 关键词：渠道冻胀沥青混凝土
- 高地下水位灌排渠道衬砌结构抗冻胀数值模拟被引量：17
- 2009年
- 高地下水位区的灌溉渠道往往具有灌排功能，比一般输水渠道工作条件更为复杂，滤透式刚柔耦合衬护结构施工简单、经济合理且集排水（无需防渗）与抗冻胀于一体受到关注。为了评价这种衬护结构的有效性，采用北京理正软件进行渗流稳定分析，利用有限元分析软件ADINA对其温度场、变形场及应力场进行数值模拟分析，研究了该衬护结构的稳定性与冻胀变形及其法向冻胀力和切向冻胀力分布规律，并分析衬砌板的应力及破坏规律；通过与普通混凝土全断面衬砌对比分析，指出该滤透式刚柔耦合衬护结构通过排水和释放变形不仅能使衬砌板的冻胀量及冻胀力更加均匀，而且使渠坡和衬护结构稳定性提高，使其法向及切向冻胀力减小25．58％～48％，可有效控制衬护渠道冻胀破坏，表明该结构对于高地下水位地区灌排渠道的抗冻胀衬护具有很大的应用和推广价值。
- 陈立杰王正中刘旭东李甲林
- 关键词：高地下水位冻胀数值模拟
- 季节性冻土地区衬砌渠道冻胀防治技术研究进展被引量：31
- 2007年
- 渠道冻胀破坏及其防治是我国北方季节性冻土地区渠道工程中的一个重要问题。本文从渠道冻胀破坏的机理、渠道冻胀预报模式、渠道冻胀力学模型研究和渠道冻胀防治措施等四个方面总结了我国近年来渠道冻胀防治技术的前沿研究成果。我国渠道冻胀防治技术已从单一材料向复合材料,单一结构向复合结构,半机械化向机械化方向发展。并对目前研究工作中存在的不足和今后应进一步开展研究的若干问题提出了8点建设性意见。
- 张茹王正中
- 基于横观各向同性冻土的U形渠道冻胀数值模拟被引量：21
- 2010年
- 将冻土分别视为各向同性和横观各向同性线弹性材料,把渠基冻土和渠道衬砌作为一个整体结构,视基土冻胀为热胀冷缩的特殊情况,应用大型有限元通用软件ANSYS,对U形混凝土衬砌渠道冻胀进行热应力耦合数值模拟,计算渠道冻胀的温度场、应力场和变形场,研究衬砌板冻胀力和变形规律,并对结果进行对比分析.结果表明,数值模拟方法能较好地反映U形混凝土衬砌渠道的冻胀机理和冻胀温度场、应力场及变形场的基本规律,横观各向同性比各向同性更能反映冻土的本构模型,与实测成果吻合更好,可用于U形混凝土衬砌渠道抗冻胀设计.
- 张茹王正中牟声远刘旭东
- 关键词：横观各向同性混凝土衬砌冻胀数值模拟
- 基于数值模拟的双层薄膜防渗衬砌渠道抗冻胀机理探讨被引量：43
- 2011年
- 在渠道衬砌板下铺设双层塑料薄膜,使混凝土衬砌板与冻土层之间可滑移、不产生冻结约束,从而达到防治渠道衬砌冻胀破坏的目的,即为双层薄膜防渗衬砌渠道。为了探明其抗冻胀机理及削减冻胀效果,应用ADINA软件对双层薄膜防渗衬砌渠道冻胀进行数值模拟,研究衬砌板应力和变形规律。对比普通渠道,双层薄膜防渗衬砌渠道抗冻胀效果非常显著,自身受力状态得到显著改善,且冻胀变形、冻胀力分布更加均匀;其阴坡、渠底、阳坡切向冻结力极值及均方差降低幅度均大于法向冻胀力降低幅度,揭示了该种渠道通过削弱冻结约束来改善衬砌板冻胀受力及使冻胀量分布均匀的抗冻胀机理。对比梯形断面和弧底梯形,可知双层薄膜防渗衬砌渠道适用断面为弧底梯形,在实际工程中应对弧底板和渠坡板之间的伸缩缝加强管理,或采用整体现浇式结构,以防止渠坡板滑动失稳。这些工作为双层薄膜防渗衬砌渠道的深入研究和推广应用提供了参考。
- 刘旭东王正中闫长城李甲林
- 关键词：渠道衬砌计算机模拟
- 无压流圆形断面临界水深的新近似计算公式被引量：10
- 2009年
- 无压流圆形断面临界水深的计算需求解高次隐函数方程,不易于直接求解,现有的近似计算公式计算过程复杂,误差大,适用范围小。通过引入无量纲临界水深,对无压流圆形断面临界水深的基本方程进行恒等变形,并应用优化拟合原理,得到临界水深的近似计算公式。误差分析及实例计算表明,在工程常用范围内,临界水深的最大相对误差小于0.552%,该公式形式简捷、精度高、适用范围广。
- 赵延风何晓军祝晗英王正中
- 关键词：无压流圆形断面临界水深
- 梯形明渠临界水深的直接计算方法被引量：18
- 2007年
- 通过引入一个无量纲参数——单位水面宽度,对梯形明渠临界水深的基本公式进行恒等变形,得到计算梯形明渠临界水深的迭代公式,再与合理的迭代初值配合使用,推导出梯形断面临界水深的直接计算公式,在梯形断面全部范围内最大相对误差小于0.082%.误差分析及实例计算表明,该直接计算式形式简单,适用范围广,计算精度高.
- 赵延风王正中张宽地
- 关键词：临界水深直接计算法梯形明渠
- 冻土横观各向同性非线性本构模型的实验研究
- 通过对冻上形成过程及组构特点的分析．指出冻土属正交各向异性材料;并对-1℃～-10℃之间冻土试件3个主方向应力应变关系曲线、弹性模量E以及各向泊松比μ进行了全面实验测定,应用复合材料力学理论．分析证实了冻土可以认为是非线...
- 王正中袁驷陈涛
- 关键词：泊松比横观各向同性本构模型
- 文献传递
