排灌机械工程学报

作者：肖旻,王正中,*,吴浪,熊志豪,葛建锐,崔浩,杨晓松

单位：1. 江西科技师范大学建筑工程学院, 江西 南昌 330013; 2. 西北农林科技大学旱区寒区水工程安全研究中心, 陕西 杨凌 712100; 3. 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室, 陕西 杨凌 712100; 4. 中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室, 甘肃 兰州 730000; 5. 兰州理工大学能源与动力工程学院, 甘肃 兰州 730050; 6. 塔里木大学水利与建筑工程学院, 新疆 阿拉尔 843300

关键词：抛物线形渠道,冻土,冻胀,力学分析,曲梁

基金：国家重点研发计划重点专项(2017YFC0405100);国家自然科学基金资助项目(U2003108,51641903,51869029);冻土工程国家重点实验室开放基金资助项目(SKLFSE201801);江西省教育厅科技项目(GJJ190621);江西科技师范大学博士科研启动基金项目(2019BSQD11)

考虑渠道断面各截面地下水位以及局部几何特性逐点不同的特殊性并结合Winkler假设,提出了高地下水位冻土区抛物线形渠道衬砌法向冻胀力与切向冻结力计算方法及截面内力计算公式.考虑曲梁曲率影响提出基于曲梁理论的截面正应力计算方法及抗裂验算公式.以河北某抛物线形渠道为例,分析衬砌截面轴力、弯矩及应力分布规律.结果表明:轴力自渠顶向渠底中部逐渐增大且均为压力;衬砌板主要在负弯矩作用下凸向内侧,仅在临近渠底时由负变正转而凸向外侧;由于存在拱效应,各截面均以压应力为主,仅渠坡中下部内侧及渠底中部附近外侧出现拉应力从而易导致开裂.分别应用直梁理论和曲梁理论计算衬砌板截面应力并进行对比分析.发现渠底中心附近曲率较大处两者相对误差可达11.78%,且直梁理论的计算结果量值偏小、安全性低,应当基于曲梁理论进行应力分析更加合理.

来源：2023年第3期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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