渠内水对寒旱区渠基土冻结过程影响的试验研究

摘要

为研究渠内水对渠基土冻结过程的影响,采用由箱体、制冷系统、补水系统和量测系统构成的冻胀装置,进行了开放系统下的停水渠道和过水渠道的室内模型试验,研究渠基土的温度场、冻后含水率和冻结过程中马氏瓶补水量的变化规律.试验结果表明:渠道断面形状和渠内水体影响渠基土温度场的分布,停水渠道和过水渠道在靠近渠槽线附近的等温线形状和疏密程度不同,渠基土的断面温度场分布不均,过水渠道仅在水位线以上的渠基土内出现负温;停水渠道和过水渠道的马氏瓶累积补水量分别为16873 mL和16051 mL,马氏瓶补水分为快速补水、补水速率减缓和停止补水3个阶段;与初始含水率17%相比,无论渠内是否过水,从渠顶沿渠坡向下冻后含水率的值均增大.在工程设计与理论计算时应分别考虑运行方式改变对渠道冻结的影响.