季节冻土区刚柔混合衬砌梯形渠道冻胀机理试验

摘要：

输水渠道冻胀破坏是寒冷地区渠道破坏的主要表现。为了探明刚柔混合衬砌渠道的冻胀机理，分析复合衬砌渠道的冻胀变形规律和冻胀过程中的水分变化规律，以及柔性复合土工膜的变形特征，该研究借助季节冻融条件下刚柔混合衬砌梯形渠道的原型观测成果，分析了刚柔混合衬砌渠道的最低地温变化规律、冻深变化规律和冻胀量与冻胀力的变化规律，重点研究了冻融条件下渠基土壤的水分迁移规律，以及复合土工膜的变形特征和强度变化。结果显示：刚柔混合衬砌渠道的冻胀变形最大值位于渠底和阴坡1/3处，最大冻胀量为11.2和13.1 cm，衬砌结构向上隆起。冻结期，渠基土壤0～60 cm深度范围内含水率随深度增加而增大，>60～120 cm深度范围内的含水率随深度增大而逐渐减小。水分迁移最大值发生在渠道底部，迁移率为13.2%。经过一个冻融周期的循环，复合土工膜的强度和变形量仍然保持在90%以上，强度和变形损失值较小，可充分发挥复合土工膜防渗抗冻胀和适应变形的特性。该研究为刚柔混合衬砌渠道的设计、推广应用提供了理论依据。

关键词：渠道、冻土、水分、刚柔混合衬砌渠道、冻胀机理、冻胀量、冻胀应力、水分迁移

分类号：S277(农田水利)

资助基金：国家自然科学基金项目51269029;石河子大学高层次人才科研启动基金项目RCZX201128。

在线出版日期：2015-09-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：145-151