西北寒区渠道工程冻融灾害链式试验研究

导热系数较大。气温测量温度计测量每日最高、低温度表1冻土及其他材料参数冻胀变形测量经纬仪、水准仪测定冻胀位移值弹性模量密度渠基土壤水分士钻测定土壤含水率材料泊松比线影胀系数Pa《kgm)冻胀应力荷重传感器测量衬南最大冻胀应力冻士0.3512×102.0×10o膜性能TZY1综合测定仪检测土工膜性能混凝士0.1715×103.1×10o2550在对地温进行测量时，应自当年10月份进填缝材料0.5303×10-入冻结期开始，观察每天3时、9时、15时以及下层土体03105.1×10m21时的土壤温度并记录最高、低气温值。冻胀13温度场及力场的模拟计算力以及冻深的测量同样自进入冻结期开始，每日图2为渠基的温度场分布，由图可知，渠测量不同冻深数据以及冻胀力的数值。道的不同位置，温度不同，且阴坡的温度梯度稍距离渠道12m位置处设立埋深为2.5m的大于阳坡，与实际工程情况相符合。渠基土底部基准高程点，利用水准仪测量垂直冻胀位移，经含水率高于渠道边坡，温度等值线越靠近底部越纬仪测量水平冻胀位移量，观测每日渠底、阳坡接近于水平直线，渠底的温度梯度远远大于渠以及阴坡不同测点处衬砌体表面测量垂直和水坡。阴坡的最大冻深为145.2cm,阳坡的最大冻平位移量矢量合成冻胀变形。深为133.1cm,渠底的最大冻深为144.8cm。22试验方案原型试验区位于新疆阜康某大型灌区，平均土体冻深为2m,渠基土体为低液限粉土，防渗效果一般，历年的最大冻深为2.6m,试验区地下水位超过12m,相关土壤性能如表3渠基土壤性能参数所示。表3渠基土壤性能参数图2渠基的温度场分布密度压编模量压缩系数漏性液性指数在冻土两侧竖直段设置水平方向约束，并在《gcmMPa)MPa)模型上施加静力，得到如图3渠基的位移场分粉士0550851.55-1686.5-8.00.20-035布所示，由图可知，渠底基土产生的冻胀量最大，试验渠道为东西走向，设计流量为25ms,阳坡最小，最大冻胀变形发生在渠道底部，为混凝土衬砌板为15cm等厚板，底板和坡板采用12.31cm,渠底板和渠坡板在接近坡脚位置相互混凝土现浇。试验开始前一周排空渠道内的水，约束且冻胀量较小。渠道的总长度为65m,渠道深35m,边坡系数1.0,地温测段长250cm,渠道冻胀应力测段长435cm,土壤冻深测段长288cm,复合衬砌渠道冻胀变形测段长330cm.测试点分别在渠底中心(O),设计水位点(S1、N1)、23设计水位点(S2、N2)以及13设计水位点(S1、N1).3寒区渠道工程冻融灾害链式试验研究3.1渠道冻胀破坏机理及特征分析图3渠基的位移场分布土体水分不断的迁移是导致渠基土发生不2渠道冻融原型试验均匀冻胀的原因，水分发生运移的深度范围小并2.1试验仪器及观测方法且运移的量也比较少，如图4冻结期渠基不同试验用仪器及其作用如表2试验用仪器所测点含水率沿深度变化的趋势所示，由图可知，示在0-55cm范围内，渠基土体的含水率随着深度表2试验用仪器的增加而增大，渠道底部的含水率最大，且阳坡测试名称位器作用的含水率要明显小于阴坡的含水率。而在地温测量WS4温度计测定渠基土体温度55-100cm范围内，随着深度的增大，土体的含