流冰对输水隧洞衬砌的撞击影响研究 被引量：9

1

作者 贡力 王鸿 +2 位作者 杨轶群 王忠慧 康春涛 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期72-80,共9页

基于LS-DYNA软件对流冰与输水隧洞的撞击作用进行非线性有限元仿真模拟,并且通过几何比尺C l为5的室内物理模型试验进行相应的验证,发现水介质中不同工况下流冰对输水隧洞衬砌的撞击影响规律。最终结果表明:流冰的压缩强度对隧洞衬砌的... 基于LS-DYNA软件对流冰与输水隧洞的撞击作用进行非线性有限元仿真模拟,并且通过几何比尺C l为5的室内物理模型试验进行相应的验证,发现水介质中不同工况下流冰对输水隧洞衬砌的撞击影响规律。最终结果表明:流冰的压缩强度对隧洞衬砌的撞击影响呈现出近似的对数函数关系;流冰厚度对隧洞衬砌的撞击影响呈现出近似的多项式关系;综合分析该研究所模拟的不同工况可以发现,水介质的作用以及“水垫效应”的影响在小型流冰撞击输水隧洞衬砌过程中表现的较为明显,在求解分析时应充分考虑,不可忽略。同时,通过仿真模拟和试验验证得出的计算结果基本吻合,表明所采用的数值仿真模型准确可靠。 展开更多

关键词 水介质 流冰 输水隧洞 流冰压缩强度 撞击影响

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水-空气耦合介质中冰载荷对闸墩的撞击影响研究 被引量：1

2

作者 贡力 杨腾腾 +2 位作者 靳春玲 贾治元 董洲全 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期177-187,共11页

西北干寒地区长距离输水工程中河道修建的闸墩受到冰载荷撞击破坏,为确保冬季安全稳定供水,需进行冰载荷对闸墩撞击破坏力学特性研究。该文采用任意拉格朗日-欧拉(arbitrary Lagrangian-Eulerian, ALE)流固耦合(fluid structure interac... 西北干寒地区长距离输水工程中河道修建的闸墩受到冰载荷撞击破坏,为确保冬季安全稳定供水,需进行冰载荷对闸墩撞击破坏力学特性研究。该文采用任意拉格朗日-欧拉(arbitrary Lagrangian-Eulerian, ALE)流固耦合(fluid structure interaction, FSI)方法模拟不同碰撞工况下冰体楔入闸墩碰撞过程,并通过对比实验,验证了冰材料模型参数和ALE算法的适用性,分析了网格尺寸对撞击力的影响。研究结果表明:计算得到冰载荷对闸墩撞击力极值与实验值具有良好的吻合性,表明该模拟所采用的冰材料模型参数、ALE算法和网格尺寸能够较准确模拟冰载荷对闸墩的作用力;闸墩损伤变形与冰排破损主要集中在碰撞接触区,接触区撞击力大小受到“水垫效应”的影响,空气介质对撞击力影响较小;不同冰厚和冰速工况下撞击力时程曲线呈现“Sawtooth”(上下波动)现象,撞击力加载-卸载时间较短;冰排楔入闸墩的过程中,撞击力极值出现在0°正碰接触区,在冰速1.2 m/s~3.0 m/s范围内,撞击力逐渐减小,在不改变冰速工况下,随着冰厚的增加,墩体结构响应越大,冰速和冰厚两种影响工况下闸墩顶端位移均为周期性振动。其仿真结果拟为西北干寒地区冰期河道中墩体结构安全提供指导。 展开更多

关键词 数值模拟 流固耦合 任意拉格朗日-欧拉 冰载荷 撞击力 闸墩

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基于FCM-LVQ网络模型的疏勒河流域水安全评价 被引量：6

3

作者 王婧 靳春玲 +2 位作者 贡力 逯晔坤 朱桂勇 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第1期103-109,116,共8页

疏勒河流域水安全状况对祁连山脉的生态安全具有重要影响。针对疏勒河流域水安全问题,提出一种环境-生态-监管-治理模型,构建出祁连山脉内陆河流域水安全评价指标体系,通过模糊C-均值聚类分析(FCM)法结合专家打分法对指标数据进行处理,... 疏勒河流域水安全状况对祁连山脉的生态安全具有重要影响。针对疏勒河流域水安全问题,提出一种环境-生态-监管-治理模型,构建出祁连山脉内陆河流域水安全评价指标体系,通过模糊C-均值聚类分析(FCM)法结合专家打分法对指标数据进行处理,运用学习向量量化(LVQ)网络模型得到疏勒河流域水安全评价等级,并与单纯使用LVQ神经网络和BP神经网络的评价结果进行对比,以验证评价模型的实用性。结果表明:疏勒河流域水安全状况2013年表现为不安全,2014-2016年表现为基本安全,2017-2019年表现为安全,整体呈现为逐渐上升的趋势,这与流域内实际情况是相符的。另外,FCM-LVQ网络模型在运行速度及评价结果精度上明显更优于另外两种网络模型,可在流域水安全评价中推广使用。 展开更多

关键词 模糊C-均值聚类分析 学习向量量化 专家打分法 水安全评价 疏勒河流域

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基于不同碰撞模型的流冰-输水隧洞碰撞动态响应研究 被引量：4

4

作者 王鸿 贡力 +2 位作者 王忠慧 杜强业 张秉宗 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第1期164-171,共8页

位于西北寒区的输水隧洞在流冰期输水时会受到流冰不同程度的撞击作用。由于流冰与隧洞衬砌撞击时水介质会对其撞击结果产生一定的扰动性,因此,为了研究水介质对于中小型流冰撞击结果的影响作用,以引大入秦工程盘道岭37#隧洞为研究对象... 位于西北寒区的输水隧洞在流冰期输水时会受到流冰不同程度的撞击作用。由于流冰与隧洞衬砌撞击时水介质会对其撞击结果产生一定的扰动性,因此,为了研究水介质对于中小型流冰撞击结果的影响作用,以引大入秦工程盘道岭37#隧洞为研究对象,分别建立基于附加质量法以及流固耦合法的流冰-输水隧洞碰撞模型,结合有限元软件LS-DYNA,对流冰撞击输水隧洞衬砌的动态响应进行研究。研究表明:由于水介质的作用,两种碰撞模型中隧洞衬砌高应力区存在着一定的差异性;在模拟流冰撞击输水隧洞时,附加质量模型的计算结果普遍偏大,但其具有建模简单且计算时间较短的优点;流固耦合模型由于将碰撞过程中动水作用以及流冰与输水隧洞逼近时产生的“水垫效应”考虑在内,使其能够更真实地模拟流冰与输水隧洞的真实碰撞状况。 展开更多

关键词 水介质 流冰 输水隧洞 碰撞动态响应 附加质量法 流固耦合法

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基于和谐论的黄河兰州段河道采砂影响评价 被引量：14

5

作者 贡力 王婧 +2 位作者 靳春玲 陆丽丽 魏晓悦 《水资源保护》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期34-39,共6页

针对黄河兰州段河道采砂带来的安全问题,从河势稳定、防洪安全、水环境安全三方面建立河道采砂影响综合评价指标体系,采用改进的G2法和CRITIC法对评价指标进行主客观组合赋权,基于和谐论建立评价模型对2013—2018年黄河兰州段河道采砂... 针对黄河兰州段河道采砂带来的安全问题,从河势稳定、防洪安全、水环境安全三方面建立河道采砂影响综合评价指标体系,采用改进的G2法和CRITIC法对评价指标进行主客观组合赋权,基于和谐论建立评价模型对2013—2018年黄河兰州段河道采砂影响进行了综合评价。结果表明,黄河兰州段河道采砂对河道安全及水环境安全带来不利的影响,在一定时期内需要对黄河兰州段河砂开采进行控制和预防,以避免对河道安全及水环境安全造成进一步的破坏。 展开更多

关键词 河道采砂 和谐论 组合赋权 黄河兰州段

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基于和谐理论的黄河兰州段水生态可持续发展分析 被引量：3

6

作者 贡力 马梦含 +2 位作者 靳春玲 逯晔坤 张鑫 《水资源与水工程学报》 CSCD 2020年第4期9-16,共8页

生态可持续发展已经成为人类社会经济发展的一大重要问题,在生态环境保护和生态问题日渐凸显的背景下,亟需对生态可持续发展进行深入探究与分析。将和谐理论运用于生态可持续发展分析研究中,通过社会、经济、水生态、水资源、水环境5个... 生态可持续发展已经成为人类社会经济发展的一大重要问题,在生态环境保护和生态问题日渐凸显的背景下,亟需对生态可持续发展进行深入探究与分析。将和谐理论运用于生态可持续发展分析研究中,通过社会、经济、水生态、水资源、水环境5个和谐性系统构建指标体系,遴选出22个指标进行研究分析黄河兰州段水生态可持续发展能力。研究表明:黄河兰州段水生态可持续发展能力逐年上升,2010-2012年水生态可持续发展等级为Ⅴ级极其不可持续状态;2013-2014年为Ⅳ级不可持续发展状态;2015-2016年为Ⅲ级较不可持续发展;2017年为Ⅱ级一般可持续发展状态,但是还未达到最优阶段。黄河兰州段可持续发展形势严峻,应通过加大环境保护力度,提高生态承载力,从而提高其可持续发展能力。 展开更多

关键词 水生态 和谐理论 可持续发展 混合交叉赋权 黄河兰州段

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水利行业低碳技术研究热点与前沿趋势 被引量：7

7

作者 贡力 董洲全 +2 位作者 贾治元 杨腾腾 喻星博 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1-9,共9页

采用Cite Space软件对2011—2021年水利行业碳中和技术的研究热点与前沿技术进行分析,总结了水利行业低碳技术的历史和发展趋势,阐明了水利行业低碳技术的运用对促进国家能源结构转型升级的关键作用,研究了水利行业低碳技术的发展对于... 采用Cite Space软件对2011—2021年水利行业碳中和技术的研究热点与前沿技术进行分析,总结了水利行业低碳技术的历史和发展趋势,阐明了水利行业低碳技术的运用对促进国家能源结构转型升级的关键作用,研究了水利行业低碳技术的发展对于缩减碳源、提高碳汇的优势,发现水利行业面向碳中和的共性支撑技术、一体化技术和利用技术是未来三大研究热点,分析了水利行业在实现“3060”目标过程中的前沿技术,并展望了未来水利行业低碳前沿技术的发展方向及亟需解决的问题。 展开更多

关键词 水利行业 低碳技术 碳中和 能源

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西北盐渍干寒地区聚丙烯纤维混凝土耐久性损伤试验研究 被引量：17

8

作者 张秉宗 贡力 +3 位作者 杜强业 梁颖 宫雪磊 杜秀萍 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第17期104-110,共7页

西北盐渍干寒地区的盐胀、溶陷和腐蚀等工程病害严重影响混凝土正常使用。针对水工混凝土耐久性突出问题,以引大入秦工程为例,在现场取样基础上对混凝土残渣进行XRD分析确定侵蚀产物;结合混凝土侵蚀机理,设计室内劣化加速试验,利用核磁... 西北盐渍干寒地区的盐胀、溶陷和腐蚀等工程病害严重影响混凝土正常使用。针对水工混凝土耐久性突出问题,以引大入秦工程为例,在现场取样基础上对混凝土残渣进行XRD分析确定侵蚀产物;结合混凝土侵蚀机理,设计室内劣化加速试验,利用核磁共振技术,从细观角度分析混凝土内部孔隙发展状况;选取混凝土相对动弹性模量、抗压强度损失率、质量损失率等宏观指标,结合SEM微观图像,探究聚丙烯纤维混凝土(PFRC)的耐久性损伤过程规律及特征。研究表明:聚丙烯纤维能够增加混凝土在复盐溶液中的循环次数,有效减少脱落,试验停止时,掺量为0.9 kg/m^(3)的PFRC比普通混凝土质量损失减小3.61%;从细观层面看,聚丙烯纤维对浇筑完成后的混凝土微观孔隙结构稍有改善,但不明显;在混凝土“加速劣化”阶段,聚丙烯纤维能有效抑制混凝土中毛细孔和非毛细孔的增多;从微观形貌看,混凝土内部孔隙处生成的腐蚀产物是裂缝发展的主因,聚丙烯纤维不能阻止钙矾石、石膏等腐蚀产物生成。 展开更多

关键词 聚丙烯纤维混凝土 盐渍土环境 冻融循环 耦合加速试验 耐久性损伤 微观结构

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基于RS-可拓云模型的水工隧洞围岩安全评价 被引量：8

9

作者 贺思乐 靳春玲 +2 位作者 祁英弟 路瑞琴 李燕 《水电能源科学》 北大核心 2020年第7期138-141,共4页

为了提高水工隧洞施工安全评价结果的可靠性,选取岩石质量指标、湿抗压强度、完整性系数、结构面强度系数、地下水渗水量5个因素作为评价指标,运用改进重要度的粗糙集计算客观权重,选取可拓云模型充分考虑以往围岩评价过程中由于等级分... 为了提高水工隧洞施工安全评价结果的可靠性,选取岩石质量指标、湿抗压强度、完整性系数、结构面强度系数、地下水渗水量5个因素作为评价指标,运用改进重要度的粗糙集计算客观权重,选取可拓云模型充分考虑以往围岩评价过程中由于等级分界与数据获取存在的不确定性,构建了基于RS(粗糙集)-可拓云模型的水工隧洞围岩安全评价方法,并将该方法应用于某水工隧洞中的12段围岩中。结果表明,改进重要度的粗糙集计算的权重,既能满足所得权重的客观性,也能保证评估结果具有一定的解释性,基于RS-可拓云模型对于水工隧洞围岩安全等级的确定较为有效,通过该方法得出的隧洞围岩安全等级与实际情况一致。研究成果为水工隧洞围岩安全评价提供了一定的参考。 展开更多

关键词 水工隧洞围岩 围岩安全评价 可拓云模型 改进的粗糙集

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寒区流冰撞击输水隧洞的数值模拟分析 被引量：4

10

作者 王鸿 贡力 +2 位作者 康春涛 杨轶群 王忠慧 《水资源与水工程学报》 CSCD 2020年第4期90-97,共8页

位于西北寒区的长距离输水工程在流冰期输水过程中,不同流速和不同碰撞角度的流冰对输水隧洞衬砌会形成不同程度的撞击作用,导致输水隧洞衬砌产生破损,因此为了研究该地区流冰对输水隧洞的撞击作用,采用了理论分析结合数值模拟的方法。... 位于西北寒区的长距离输水工程在流冰期输水过程中,不同流速和不同碰撞角度的流冰对输水隧洞衬砌会形成不同程度的撞击作用,导致输水隧洞衬砌产生破损,因此为了研究该地区流冰对输水隧洞的撞击作用,采用了理论分析结合数值模拟的方法。研究结果表明:当流冰速度一定时,随着流冰与隧洞衬砌碰撞角度的增大,其对隧洞衬砌的影响呈现出近似的非线性(多项式)关系;当碰撞角度一定时,随着流冰速度的增大,其对隧洞衬砌的影响呈现出近似的线性关系;综合不同组合工况还可以发现流冰速度对隧洞衬砌的影响作用要强于碰撞角度对其的影响作用,且碰撞角度对隧洞衬砌所受的撞击力及隧洞碰撞区位移的影响较为不明显。 展开更多

关键词 流冰 输水隧洞 撞击影响 有限元仿真 碰撞角度 寒区

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盐冻耦合侵蚀作用下寒旱地区渡槽劣化机制 被引量：8

11

作者 贡力 康春涛 +2 位作者 王鸿 杨轶群 王忠慧 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期43-52,共10页

为探究西北盐渍寒旱地区渡槽的服役性能,首先,运用顺序耦合热应力分析方式对渡槽槽身进行冻融循环有限元模拟分析;然后,开展基准、加防冻剂和加早强减水剂3种类型的混凝土试件在4种质量浓度的Na2SO4溶液侵蚀下的冻融循环试验。结果表明... 为探究西北盐渍寒旱地区渡槽的服役性能,首先,运用顺序耦合热应力分析方式对渡槽槽身进行冻融循环有限元模拟分析;然后,开展基准、加防冻剂和加早强减水剂3种类型的混凝土试件在4种质量浓度的Na2SO4溶液侵蚀下的冻融循环试验。结果表明:有限元模拟中,随着冻融循环次数的增加,渡槽槽身的应力应变值也相应增大,且集中在渡槽槽身受冻区的交界处;试验中,混凝土试件的质量损失率和抗压强度损失率随着盐冻次数增加而增大,且试件的破坏程度也均逐渐加剧;在同种质量浓度盐溶液侵蚀下,不同类型试件的破坏程度由大到小依次为添加防冻剂组、基准组、添加早强减水剂组。盐冻作用会导致渡槽槽身产生破坏,长此以往则会造成渡槽结构的强度与稳定性下滑,影响输水工程的使用寿命。 展开更多

关键词 盐冻 寒旱地区 渡槽 有限元模拟 损失率

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基于正态隶属度—属性区间识别模型的岩爆倾向等级预测 被引量：2

12

作者 贡力 陆丽丽 +3 位作者 靳春玲 梁栋 周汉国 谢平 《黄金科学技术》 CSCD 2022年第3期404-413,共10页

岩爆是地下工程开挖面临的关键问题之一,为了准确预测深埋隧洞中岩爆烈度倾向等级,提出了正态隶属度—属性区间识别模型的岩爆预测方法。针对岩爆倾向等级属于典型的多属性有序分割类问题,构建了属性区间识别模型,并将岩爆倾向等级划分... 岩爆是地下工程开挖面临的关键问题之一,为了准确预测深埋隧洞中岩爆烈度倾向等级,提出了正态隶属度—属性区间识别模型的岩爆预测方法。针对岩爆倾向等级属于典型的多属性有序分割类问题,构建了属性区间识别模型,并将岩爆倾向等级划分为4个等级进行预测。根据岩爆发生的成因和机理,选取应力系数、脆性系数、弹性应变指数和岩石完整性系数作为预测指标,考虑各指标之间、指标与标准等级之间的交互关系,采用正态隶属度函数和Jousselme距离计算评价指标权重。结合13个深埋隧洞工程对该预测模型进行准确性测试,并以双江口水电站SPD9厂房为例进行工程实例验证,该模型预测结果与实际相吻合,证明该模型用于具体工程实践中是可行且有效的,研究结果可为类似深埋隧洞岩爆倾向等级预测提供新的思路。 展开更多

关键词 深埋隧洞 岩爆倾向等级 岩爆预测 正态隶属度函数 属性区间识别模型 均化系数

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基于PCA-改进RBF神经网络模型的铁路隧道突水风险评价 被引量：11

13

作者 魏晓悦 靳春玲 +2 位作者 贡力 张鑫 马梦含 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期794-802,共9页

为了准确预测铁路隧道突水风险等级,降低隧道施工过程中的突水灾害风险,结合相关规范,在调研分析影响隧道突水灾害的风险因素集的基础上遴选13个因素构建评价指标体系。利用主成分分析法对突水风险评价指标提取主成分并实现降维,模糊C-... 为了准确预测铁路隧道突水风险等级,降低隧道施工过程中的突水灾害风险,结合相关规范,在调研分析影响隧道突水灾害的风险因素集的基础上遴选13个因素构建评价指标体系。利用主成分分析法对突水风险评价指标提取主成分并实现降维,模糊C-均值聚类算法计算RBF神经网络的中心,梯度下降法修正权值和方差,并将分析后得到的主成分作为改进RBF神经网络评价模型输入向量,建立了基于PCA-改进RBF神经网络铁路隧道突水风险评价模型。最后结合天秀山隧道对该模型预测效果进行验证,评价结果与实际情况相符。实例研究表明:该模型合理可操作,相比于其他方法准确率更高、训练更快、均方误差更小,为类似铁路隧道预防突水灾害事故提供了一种新的途径和借鉴。 展开更多

关键词 铁路隧道 突涌水 风险评价 主成分分析法 模糊C-均值聚类算法 RBF神经网络

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利用灰色残差GM(1,1)-Markov模型预测水工混凝土的劣化 被引量：10

14

作者 康春涛 贡力 +2 位作者 王忠慧 杨轶群 王鸿 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第1期95-103,共9页

我国西北地区水工混凝土建筑物经常受到低温冻害和盐渍侵蚀作用,因此混凝土劣化预测的研究对水工建筑物的寿命预测具有十分重要的意义。为模拟水工混凝土建筑物所受到的破坏,以实验室方法进行混凝土试件的盐冻试验,得到4种工况下混凝土... 我国西北地区水工混凝土建筑物经常受到低温冻害和盐渍侵蚀作用,因此混凝土劣化预测的研究对水工建筑物的寿命预测具有十分重要的意义。为模拟水工混凝土建筑物所受到的破坏,以实验室方法进行混凝土试件的盐冻试验,得到4种工况下混凝土试件随着盐冻次数的增加,其质量和抗压强度的变化情况。研究抽取了其中两种工况的原始数据,首先利用灰色残差GM(1,1)模型对原始数据进行处理,并建立预测模型;然后通过预测模型进行计算,得到质量和抗压强度的修正值;最后通过灰色残差GM(1,1)-Markov模型,对150~200次盐冻试验的试件质量和抗压强度进行预测。结果表明:试件质量和抗压强度的预测值与原始值相比误差较小,说明该模型可较好预测混凝土劣化的质量和抗压强度损失。 展开更多

关键词 混凝土 耐久性 预测 灰色残差 马尔科夫链

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基于BAS算法的河渠突发水污染溯源 被引量：7

15

作者 王忠慧 贡力 +2 位作者 康春涛 王鸿 杨轶群 《水资源保护》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期87-92,共6页

为了在河渠突发水污染事件发生后快速识别污染物的源项信息,结合正向的质量浓度过程与逆向位置信息之间的关系,实现污染物源项的解耦,确定了质量浓度与位置概率密度函数之间的相关关系以及质量浓度与正向质量浓度概率密度函数之间的关系... 为了在河渠突发水污染事件发生后快速识别污染物的源项信息,结合正向的质量浓度过程与逆向位置信息之间的关系,实现污染物源项的解耦,确定了质量浓度与位置概率密度函数之间的相关关系以及质量浓度与正向质量浓度概率密度函数之间的关系,构建了水力学模型,并利用天牛须搜索(BAS)算法对水污染源项进行求解。数值模型仿真结果表明:该水力学模型与BAS算法的结合有效地降低了计算量,计算得到的源项信息与实际情况基本符合,精度较高;与粒子群算法相比,BAS算法收敛速度快,运算量小。 展开更多

关键词 河渠 突发水污染 污染物源项 解耦 BAS算法

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干寒区梯形渠道衬砌冻胀破坏分析及数值模拟 被引量：4

16

作者 杨轶群 贡力 +2 位作者 王鸿 康春涛 王忠慧 《甘肃水利水电技术》 2020年第2期21-26,共6页

冻胀破坏是干寒区渠道衬砌破坏的主要方式,冻胀力学分析和数值模拟是渠道衬砌抗冻胀设计的基础。针对干寒区渠道衬砌的冻胀破坏现象,分析了梯形渠道衬砌冻胀破坏机理以及冻胀破坏特征,通过简化与假设提出梯形渠道衬砌结构冻胀破坏的力... 冻胀破坏是干寒区渠道衬砌破坏的主要方式,冻胀力学分析和数值模拟是渠道衬砌抗冻胀设计的基础。针对干寒区渠道衬砌的冻胀破坏现象,分析了梯形渠道衬砌冻胀破坏机理以及冻胀破坏特征,通过简化与假设提出梯形渠道衬砌结构冻胀破坏的力学模型,对模型中渠道衬砌受到的内力进行分析。并应用ANSYS软件进行冻胀数值模拟,分析出了渠道衬砌的温度、应力及变形情况。模型与现行规范推荐的冻胀量计算成果有机衔接,可为干寒区渠道抗冻胀设计与研究提供参考。 展开更多

关键词 渠道衬砌 干寒区 冻胀破坏 力学模型 数值模拟

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