冻胀破坏

摘要： 我国北方寒区河湖与灌排渠道护岸冻胀破坏普遍严重。卵砾石护底模袋混凝土衬砌护岸因施工方便获得广泛应用。但目前针对这种复合衬砌结构的冻胀破坏机理尚不明确,难于规范化设计。本文基于冻土水热力三场耦合理论,考虑衬砌与基土的界面相互作用建立了河渠护岸衬砌冻胀数值分析模型。以宁夏西干渠工程为例,对卵砾石护底的模袋混凝土、卵砾石护底的普通混凝土以及全断面混凝土三种典型衬砌形式的弧脚梯形渠道进行冻胀破坏分析和对比研究。结果表明,卵砾石护底的排水作用可使边坡基土冻前体积含水率和冻后体积含冰率分别减少约27.8%和30%;模袋及卵砾石护底削减了冻结约束和底板约束,使坡板拉应力减少20%~70%,冻胀量削减约30%,不均匀冻胀量减少约50%;模袋混凝土护岸冻胀破坏表现出混凝土开裂、模袋达到比例极限、模袋达到极限强度的三个阶段,在混凝土开裂后模袋仍具备较强的承拉能力使护岸衬砌仍能承受冻胀发展并防止滑塌失稳破坏,当以模袋拉应力达到比例极限为失效准则时,抗冻胀能力提高约47.1%,负温抵抗能力提高约30%。此项研究可为我国北方寒区浅埋地下水河渠护岸采用卵砾石护底模袋混凝土衬砌提供设计手段与合理依据。

摘要： 以山东省滨州市小开河引黄灌区渠道为工程背景,利用室内试验的方式探讨了透水体设置参数对渠道渗流量和冻胀量的影响规律。结果表明:采用透水衬砌结构可以有效控制北方寒区高地下水位渠道的冻胀破坏,根据试验结果,建议在灌区渠道两侧渠坡底部设置厚度为25cm,长度为75cm的透水体,研究成果具有重要的理论意义和工程参考价值。

摘要： 北方地区防渗渠道冻胀破坏是渠道设计中的重要问题之一,文章以铁甲灌区为例,从气候特征、土质特点、地下水特点、设计及施工缺陷等方面展开分析,给出防冻胀措施,以满足防渗、抗冻设计要求。

摘要： 北方寒区输水渠道往往面临严重的冻胀破坏,铺设聚苯乙烯保温板是预防冻胀破坏的重要工程技术手段。文章通过研究室内模拟实验的方式,探讨了保温板缺陷对抗冻胀功能的影响。建议在工程施工和维护过程中,重点关注靠近渠坡底部的保温板缺陷,对减薄厚度超过保温板的一半,减薄区直径超过25mm的缺陷要采取修补措施。

摘要： 为研究寒区隧道多孔围岩在低温冻胀作用下的破坏判据,基于冻岩力学、断裂力学和细观损伤力学求解围岩冻胀力值和应力强度因子,将岩石应力腐蚀极限代替断裂韧度作为起裂判据;在单次冻胀作用下,对易发生冻胀破坏的“主干-旁枝型”孔隙结构建立围岩冻胀破坏判据;在持续冻胀作用下,将其视为冻融循环作用,考虑循环过程中岩石碎屑流失的影响效应并建立围岩冻胀破坏判据。依托西藏某寒区隧道验证失稳判据的可靠性并分析不同参数对围岩应力强度因子的影响作用。结果表明:围岩应力强度因子与主干孔轴线直径和水压力呈正比关系,前者初期增长速率显著大于后期,后者则几乎呈线性变换;与围岩环境温度和韧度比呈反比关系,且温度对围岩失稳的影响效果更明显。

摘要： 冻胀破坏是我国北方寒区灌溉渠道的主要破坏形式,采取工程技术控制措施具有重要的经济和生态意义。文章以具体工程为依托,利用室内试验的方式分析了保温板施工缺陷对渠道衬砌结构抗冻胀性能影响,建议重点关注距离渠底1/3部位的缺陷,对大于10cm的缺陷进行工程修补。研究方法和结论对工程设计和相关研究具有重要的指导和借鉴意义。

摘要： 深入研究了冻胀原理和冻胀形式,探寻了防范渠道冻胀的措施,以延长渠道运行寿命。

摘要： 针对河西寒旱区灌区渠系建筑物冻胀、渗漏、损毁严重、水资源利用效率低等问题,依托石羊河流域永昌县西河灌区续建配套与节水改造项目初步设计,以2015年为现状水平年,2020年为规划目标年,基于以农业种植结构和灌溉制度为主的水资源供需及2015年利用情况分析,因地制宜地提出了渠道套衬和拆除改建两种渠道设计方案,通过技术经济比较和分析计算,确定并优化了断面型式、断面尺寸、衬砌结构基本设计参数。初期建设实践经验表明,渠道套衬方案能够有效解决渠道长距离输水过程中的渗漏问题,同时缓解恶劣环境中渠道冻胀破坏等结构耐久性问题。

摘要： 为解决固海扬黄灌区深挖方高地下水位渠道基土的冻胀融沉,导致混凝土板隆起滑塌等破坏问题。从渠道混凝土衬砌板破坏的实际情况出发,分析渠道衬砌混凝土板破坏的主要原因是渠道基土含水量过大,造成混凝土板的冻胀破坏;降低和排除基土中的含水量是解决和预防渠道冻胀破坏的主要措施。采用毛细透排水带与排水管相结合方式排除基土中的地下水,降低渠堤土体中的含水量,解决渠道混凝土板冻胀破坏问题。结果表明:采用毛细透排水带与排水暗管相结合的排水措施与没有排水措施的渠道段落基土含水量的平均值相对比,含水量在冻结初期、冻结期和春季融化后最大值比较分别降低了21.4%、14.7%和27.9%;渠道阳坡、阴坡和渠底的最大法向冻胀量分别降低了74%、79%和50%。说明采用毛细透排水带和排水暗管相结合的排水方式能有效降低和防止渠道冻胀破坏的发生。

摘要： 采用具有创新性的渠道防冻胀工程材料和措施是寒区渠道防冻胀研究的重要方向。此文主要探讨了气泡混合轻质土在寒区渠道防冻胀领域的应用。通过对现场试验的结果进行分析,结果显示:气泡混合轻质土具有良好的隔热效果、强度和价格优势,厚25~30 cm的气泡混合轻质土保温层可以取得与厚6 cm的聚苯乙烯保温板相同的防冻胀工程效果,可以用于寒区渠道防冻胀设计施工。

摘要： 本文从不同的角度分析了渠道冻胀破坏的成因,并从多年的观察中总结出渠道冻胀破坏的各种特征,最终提出了渠道防渗工程冻胀破坏的防治措施。

摘要： 在寒冷地区修建的蓄水方塘,由于冻胀原因而造成了破坏,影响了工程的使用性能,甚至会使其完全失去作用.本文结合本灌区内的工程实际问题,在传统方法的分析、计算的基础上将断裂力学引入进来,应用传统方法和断裂力学方法分别对同一水利工程中的冻胀破坏问题进行了分析和计算，结果表明，二者结论是一致的。文中引入的断裂力学方法的特点主要是考虑了建筑物自身的缺陷等因素的影响，符合水工建筑物冻胀破坏问题的实际。

摘要： 在我国寒冷地区混凝土渠道破坏主要表现为冻胀破坏,如何防治混凝土渠道冻胀破坏成为一个非常现实的工程问题。随着混凝土渠道抗冻技术的发展,对这一问题的研究愈加深入。从土体冻胀机制、水分冻移机制及混凝土衬砌体冻胀破坏机制等方面较深入地分析了混凝土渠道冻胀破坏的机制,总结了我国近年来混凝土渠道冻胀力学模型和抗冻技术的前沿研究成果,并对目前研究工作中存在的不足进行了一定的评价,讨论了今后应进一步开展研究的若干问题,为我国寒区混凝土渠道的加固改造建设提供一定的参考价值。

摘要： 通过对衬砌渠道冻胀破坏内在机理和影响因素的分析，采用因子排除法，提出了解决衬砌渠道冻胀破坏的三种方案：保温法、置换法和排水法，并对各种方案的实际运用情况进行了比较分析，以供有关部门参考借鉴。

摘要： 通过对严寒地区多个变电站气候特点、地质条件的总结,针对变电站建筑物墙体开裂、道路隆起,基础上拔设备倾斜,钢结构低温冷脆,积水等冻害现象,介绍了冻害等对变电站安全运行的危害性,指出了防冻措施的重要性,分析了产生冻胀破坏机理及原因,结合建筑材料的选择、施工组织、现场管理的要求,最终提出了防冻害处理措施及建议.

摘要： 通过友谊总干防渗减糙工程的实施增加了过水能力,减少渗漏损失,缩短了供水时间,节省灌溉水量.但是运行管理过程中,混凝土板存在冻融破坏等问题,本文通过多种措施加以解决,为渠道防渗减糙工程设计提供参考.

摘要： 渗水边坡护砌结构冻胀破坏是一直围绕季节冻土区没有很好解决的水工技术难题之一.项目组采用潜隙排水模袋在哈达山水利输水干渠边坡护砌进行了现场实验.经两年运行与现场观测,经过多次水位升降与冰推力作用,观测冻胀量最高达31.2cm,由于结构具有排水作用,护砌结构未发生断裂破坏,也未产生起鼓与滑动脱坡.表明该种护砌结构型式合理,可用于季节冻土区渗水边坡护砌.该试验成果在两处小型水库大坝护坡上应用,效果良好.

摘要： 宁夏地处我国西部地区季节性冻土区,冬季气温寒冷,冻胀对当地引黄灌区渠道砌护破坏影响很大.本文通过对寒冷地区渠道砌护破坏原因分析,以及近年来对渠道砌护技术应用的认识与体会,提出了适合当地环境的骨干渠道砌护三类模式,同时阐明了做好渠道砌护工程的技术观点.

摘要： 宁夏地处我国西部地区季节性冻土区,冬季气温寒冷,冻胀对当地引黄灌区渠道砌护破坏影响很大.本文通过对寒冷地区渠道砌护破坏原因分析,以及近年来对渠道砌护技术应用的认识与体会,提出了适合当地环境的骨干渠道砌护三类模式,同时阐明了做好渠道砌护工程的技术观点.

摘要： 宁夏地处我国西部地区季节性冻土区,冬季气温寒冷,冻胀对当地引黄灌区渠道砌护破坏影响很大.本文通过对寒冷地区渠道砌护破坏原因分析,以及近年来对渠道砌护技术应用的认识与体会,提出了适合当地环境的骨干渠道砌护三类模式,同时阐明了做好渠道砌护工程的技术观点.

摘要： 本发明涉及一种用于衬砌防冻胀破坏的智能相变胶囊土工膜，包括设置在上层的第一无纺布层、设置在下层的第一塑料膜层、设置在第一无纺布层和第一塑料膜层之间的软格栅、以及设置在软格栅内的胶囊；所述胶囊内填充有相变溶液，当所述软格栅挤压变形使胶囊受挤压，引起所述相变溶液发生相变，释放热量。本发明采用软格栅内置胶囊结构，压制在土工膜的无纺布层与塑料膜层之间，软格栅在常温下，能够承受上方衬砌板均匀的面荷载；当冬季渠道基土发生冻胀变形时，导致软格栅挤压变形，胶囊内的相变溶液受挤压后发生相变，释放大量热量，使冻胀位置处的土体冰融化，从而消除冻胀，同时，消除土工膜、衬砌和基土三者间冻结作用。

摘要： 本发明涉及一种防冻胀破坏的隧道支护系统，该系统包括防冻支护系统、储气加热室、储气加压室、太阳能发电板和控制器。防冻支护系统包括数根注浆锚管以及从外到内依次紧贴隧道内壁设置的初期支护、防水防护层、缓冲气囊、保温防护层、二次衬砌和沿隧道进深方向均布的数个单向排气阀；注浆锚管与缓冲气囊、储气加热室相连；缓冲气囊内设温度传感器；储气加热室内设加热线圈，并与储气加压室相连；储气加压室内设加压装置；温度传感器与加热线圈、加压装置相连；控制器与加热线圈、加压装置、太阳能发电板、温度传感器相连。同时，本发明还公开了该防护系统的施工方法。本发明集主动防护与被动防护于一体，节能环保，经济实用。

摘要： 本发明公开了一种季冻区“开敞体系”下渠道原型冻胀试验及抗冻胀破坏检验系统，由渠道衬砌层、渠基土、地下水补给体系和温度保障系统四个部分组成渠道模型，所述渠道衬砌层设置于渠基土之上，地下水补给体系由蓄水池、进水/排气管组成，蓄水池设置于渠基土之下，进水/排气管通入蓄水池内，温度保障系统由渠堤以上的上部封闭空间和土中保温隔热部件组成，所述上部封闭空间内配置制冷装置。本发明可用于有关季节冻土区的渠道冻胀破坏机理在原型渠道进行试验研究以及新的抗（防）冻胀破坏措施和方法在推广前的效果检验、各种措施和方法优劣及各种措施和方法的适用条件等多方面的试验研究。

摘要： 本发明涉及一种防冻胀破坏的隧道支护系统，该系统包括防冻支护系统、储气加热室、储气加压室、太阳能发电板和控制器。防冻支护系统包括数根注浆锚管以及从外到内依次紧贴隧道内壁设置的初期支护、防水防护层、缓冲气囊、保温防护层、二次衬砌和沿隧道进深方向均布的数个单向排气阀；注浆锚管与缓冲气囊、储气加热室相连；缓冲气囊内设温度传感器；储气加热室内设加热线圈，并与储气加压室相连；储气加压室内设加压装置；温度传感器与加热线圈、加压装置相连；控制器与加热线圈、加压装置、太阳能发电板、温度传感器相连。同时，本发明还公开了该防护系统的施工方法。本发明集主动防护与被动防护于一体，节能环保，经济实用。

摘要： 本发明公开了一种预防管桩冻胀破坏的保护装置，包括底板以及同轴连接在底板上的内筒和外筒，且内筒和外筒之间通过若干隔板连接在一起。本发明解决了因地下水和低温造成的管桩冻胀破坏，保护管桩结构的密实性和完整性，同时还有保温防水作用；而且也避免了管桩在施工过程中所造成的损伤，可以有效保护管桩。

摘要： 本发明公开了一种预防管桩冻胀破坏的保护装置，包括底板，以及同轴连接在底板上的内筒和外筒，且内筒的高度低于外筒的高度。本发明解决了因地下水和低温造成的管桩冻胀破坏，保护管桩结构的密实性和完整性，同时还有保温防水作用；而且也避免了管桩在施工过程中所造成的损伤，可以有效保护管桩。

摘要： 本发明公开一种渠道冻胀破坏分析方法，包括以下步骤：获取环境降温条件，获取冻土渠道材料参数，建立冻土渠道有限元模型和利用有限元模型分析冻胀破坏原因；本发明采用大型商业多物理场耦合分析软件COMSOL建立基于水‑热‑力耦合的冻土渠道典型断面冻胀有限元模型，并设计了冬季日最低温、日平均温度，以及典型年月平均温度三种对比工况，分析了不同降温条件下，渠道基土冻胀和衬砌受力规律，以及渠道的冻胀特性，实现对渠道冻胀破坏的精准有效分析，以得出产生冻胀破坏的根本原因，便于为后续的渠道冻胀防治工作提供重要参考和理论依据。

摘要： 本实用新型公开了一种季冻区“开敞体系”下渠道原型冻胀试验及抗冻胀破坏检验系统，由渠道衬砌层、渠基土、地下水补给体系和温度保障系统四个部分组成渠道模型，所述渠道衬砌层设置于渠基土之上，地下水补给体系由蓄水池、进水/排气管组成，蓄水池设置于渠基土之下，进水/排气管通入蓄水池内，温度保障系统由渠堤以上的上部封闭空间和土中保温隔热部件组成，所述上部封闭空间内配置制冷装置。本实用新型可用于有关季节冻土区的渠道冻胀破坏机理在原型渠道进行试验研究以及新的抗（防）冻胀破坏措施和方法在推广前的效果检验、各种措施和方法优劣及各种措施和方法的适用条件等多方面的试验研究。

摘要： 本实用新型属于水利灌溉技术领域，具体涉及一种用于防治冻胀破坏的预制搭扣拼装式混凝土水渠，具有基底中心块、基底副连接块、基底脚块和顶块，每个块与块之间采用卡槽搭扣式连接形成水渠，“拱式”受力模式是首先通过预制混凝土板与板之间搭扣处的力学相互作用平衡和削弱渠底土冻胀对水渠混凝土板的破坏，其次，通过基底中心块，对称性的将基底副连接块、基底脚块和顶块连接为一个倒梯形的拱形结构，利用混凝土抗压强度高的优势承受由渠底土冻胀作用施加在渠底的切向冻结力和法向冻胀力转化而来的轴向力，提高水渠的整体承载能力，从而削弱水渠混凝土板结构的冻胀融沉变形趋势，延长水渠混凝土板结构的使用寿命，降低维修成本。

摘要： 本申请涉及了一种降低混凝土板衬砌渠道冻胀破坏排水结构，涉及输水工程的技术领域，包括渠道基土和集水箱，渠道基土的坡面上方安装预制混凝土板，集水箱埋置在渠道基土下方的地下土壤中，集水箱连接出水管，出水管穿过渠道基土安装，集水箱顶部和侧面设置渗水管，集水箱顶部设置排气管，集水箱内设置防回流拍门、输水管和水位高度监测器，输水管沿着输水渠的方向设置，水位高度监测器与地上指示灯采用电性连接，排气管出口与地上指示灯设置在地表以上。本实用新型可以有效收集输水渠道基土中的地下水，并将地下水排放至输水渠中，本实用新型可以有效抵抗地下水冻胀，保证输水渠道的正常运行，造价成本低，施工难度小。