[发明专利]冬季输水渠边坡混凝土衬砌层抗冻胀破坏验算方法

摘要

本发明涉及一种冬季输水渠边坡混凝土衬砌层抗冻胀破坏验算方法，应用于明渠输水渠道的设计中，进行渠基土冻胀作用下边坡混凝土衬砌层的受力分析。一种冬季输水渠边坡混凝土衬砌层抗冻胀破坏验算方法，将渠边坡的混凝土衬砌层视作坡脚处为固定铰支座、水位面处为活动铰支座的构件，建立渠边坡混凝土衬砌层抗冻胀破坏验算的力学模型，按构件的横向弯曲作用或/和拉弯组合作用产生的应力与混凝土的轴心抗拉强度比较来判断边坡混凝土衬砌层能否抵抗冻胀作用产生的破坏。本发明抗冻胀破坏验算方法，考虑了渠坡双向冻结及混凝土衬砌层与渠基土变形相互作用影响，弥补了目前季节冻土区混凝土渠道冬季输水情况下边坡混凝土衬砌层抗冻胀破坏能力验算方法存在的不足。

主权项

1.一种冬季输水渠边坡混凝土衬砌层抗冻胀破坏验算方法，对于无水平缝的渠边坡混凝土衬砌层，将渠边坡的混凝土衬砌层视作坡脚处为固定铰支座、水位面处为活动铰支座的构件，建立渠边坡混凝土衬砌层抗冻胀破坏验算的力学模型；按构件的横向弯曲作用或/和拉弯组合作用产生的应力与混凝土的轴心抗拉强度比较来判断边坡混凝土衬砌层能否抵抗冻胀作用产生的破坏；通过应用所述力学模型在考虑渠内各水位下渠基土冻胀作用的两种效果下进行边坡混凝土衬砌层抗冻胀破坏验算：第一种情况为边坡混凝土衬砌层在水位面以下部位的上表面受到水压力的作用，在水位面以上部位的下表面受冻胀力的作用；第二种情况为边坡混凝土衬砌层仅在渠内水位面以下部位的上表面有水压力的作用；其特征在于：若水位面以上部位的边坡混凝土衬砌层能够约束冻结的渠基土膨胀变位，则渠基土对边坡混凝土衬砌层的切向冻胀力和法向冻胀力均是以渠水位面处的值为零、渠顶坡处为最大值的线性分布；若水位面以上部位的边坡混凝土衬砌层不能够约束冻结的渠基土膨胀变位，则渠基土无冻胀力作用于边坡混凝土衬砌层，仅使边坡混凝土衬砌层向渠内发生角位移，衬砌层局部范围的下表面与其下土体分离；渠堤土对边坡混凝土衬砌层的冻胀力是以沿坡面指向坡顶的切向冻胀应力和方向与坡面内法线方向一致的法向冻胀应力的形式作用于渠内水位面以上部位衬砌层的下表面；或边坡混凝土衬砌层不受冻胀力的作用。