一、北方地区基土标准冻深的预报（论文文献综述）
孙忠臣[1]（2020）在《庄河灌区渠基土冻胀试验研究及保温板防冻厚度数值模拟分析》文中提出我国渠道大多地处季节性冻土区,深受冻胀破坏困扰,渠系水利用率难以提升,而破坏的主要原因是由渠基土冻胀所引起。庄河灌区是我省大型灌区之一,其同样遭受衬砌冻胀破坏,因此针对庄河灌区研究其渠基土冻胀特性及适宜聚苯乙烯保温板厚度,对提高该地渠道耐久性具有重要意义。收集庄河灌区近八年温度数据,经拟合分析得到实际降温曲线,依据相似比准则设定室内降温梯度为-2℃/h、-4℃/h、-6℃/h;取庄河灌区渠道旁土,于实验室进行基本土工试验,测定灌区土质为低液限粉土,液限含水率为30.6%,将粉土起始冻胀含水率到液限含水率之间进行三等分,分别为13%、22%、31%作为室内试验土体初始含水率。利用一维冻胀单向冻结试验装置,进行室内冻胀模拟试验,应用统计分析软件SPSS,对试验数据进行拟合分析,得到冻胀主要影响因素与评价指标冻胀率的冻胀预报回归方程,确定渠基土冻胀强度的显着影响因素。根据《渠系建筑物抗冻胀设计规范》要求,对灌区内典型断面梯形衬砌渠道,进行保温板厚度理论计算,得到其厚度有效选取区间,在此基础上利用ANSYS数值分析软件进行有限元模拟分析,精确庄河灌区适宜聚苯乙烯保温板厚度。结论如下:（1）在渠基土初始含水率一定时,其冻胀率随降温梯度的增大而减小;在降温梯度一定时,其冻胀率随初始含水率的增大而增大。（2）冻胀率与影响因素的冻胀预报回归方程y=0.202w0+0.175t0-0.741（7%≤w0≤31.1%;-2℃/h≤t0≤-6℃/h）,初始含水率为土体冻胀强度显着影响因素。（3）从安全经济角度选取保温板厚度,东西走向渠道,阴坡9cm、阳坡8cm、渠底9cm,南北走向渠道,渠坡7cm、渠底8cm;从实际施工角度选取保温板厚度,东西走向渠道各坡面均铺设9cm、南北走向渠道各坡面均铺设8cm。
张春洋[2]（2020）在《碎石换填槽技术对于改善渠基冻胀特性研究》文中研究指明近年来,我国新疆地区建设了大量的输水渠道。但是新疆大部分地区属于季节性冻土区域,导致渠道发生严重的冻胀破坏,这影响了下游供水侧人民的生产生活。新疆地区海拔较低,地温偏高,所以可利用碎石层的“热半导体”效应,将渠底下部高温进行利用,从而提高渠道两邦的渠基温度,减小渠基冻深,改善冻胀破坏情况。据此,本文对渠基土质填料以及碎石填料进行了单向冻结试验:应用不同的补水条件,对不同的地下水位进行模拟,分析了温度场和水分场的变化,讨论了颗粒填料的粒径大小对温度提升效果的影响,并基于水热耦合理论,建立了含有碎石换填槽的渠道的有限元模型,通过对该模型的数值分析,为碎石换热技术的工程应用提出了建设性意见。主要工作成果如下:（1）进行了渠基土的单向冻结试验,通过试验得出在不同补水条件下土体温度场、水分场的变化,结果表明:土体在降温过程中,开始降温速率较大,土体快速降温,随后降温速率降低,土体温度趋于稳定。土体在补水条件下冻深明显增大,并且顶部温度明显下降。土壤水分迁移受冻结锋面影响,冻结锋面到达前水分迁移明显,冻结锋面过后未冻水含量基本保持不变。（2）完成了不同粒径碎石填料在不同补水条件下的单向冻结试验,比较了不同粒径对于温度场的改变效果以及降温速率,并比较了补水条件对于碎石试样的温度场的影响。试样整体温度随着颗粒直径的增加先升高后降低,在某一粒径时温度达到最大。水分补给条件对于碎石样温度改变影响不大,同一试样在不同补水条件下上部温度基本一致。（3）通过水热耦合理论建立了碎石换填槽的渠道有限元模型,对不同温度梯度以及不同粒径下的温度场进行模拟。结果表明:在同一粒径下,温度梯度越大,碎石换填槽对渠道冻深的改善越大;在同一温度梯度下,换填粒径越大,冻深减小越明显。
郭富强[3]（2019）在《北方季节性冻土区渠道保温防冻胀机理与应用研究》文中认为多年来,内蒙古河套灌区在渠道衬砌防冻胀方面取得了大量试验研究成果,但在不同厚度聚苯板的保温防冻胀效果方面的试验研究较少,特别是对模袋混凝土衬砌渠道保温效果目前还没有相关研究。为了探明在预制混凝土板及模袋混凝土条件下铺设聚苯板的保温机制及抗冻胀效果,通过建立冻胀试验场并结合原型渠道冻胀试验,对不同保温处理条件下基土地温、冻深、冻胀量和含水率、地下水位等变化规律开展了研究,提出了以下主要创新性成果:1、通过对多年运行渠道中铺设的聚苯板取样检测可知,表观密度下降了7.92%～23.33%;渠坡上部导热系数增大了 19.44%～50%,下部增大了86.11%～105.56%;尺寸稳定性增大了 1～2倍,体积吸水率增大了 10.5～16.5倍。2、通过野外原位试验,对河套灌区衬砌渠道聚苯乙烯板保温防冻胀规律进行了试验研究。得出在预制混凝土板条件下铺设2～12cm厚的聚苯板,总积温增温236.95%～563.84%,削减冻胀率53%～94.7%,削减冻深64.02%～75.98%。单位厚度聚苯板可提高地温0.88℃,削减冻胀量1.75cm,削减冻深9.24cm。3、通过开展不同模袋混凝土处理冻胀试验得出,单位厚度模袋混凝土增温为0.16℃,仅为聚苯板增温值的18.1%,总积温增温仅为3.93%～9.22%。模袋混凝土下铺设4～8cm聚苯板,总积温增温207.6%～272.3%,削减冻胀率为71.43%～96.6%。4、通过建立渠道冻胀力学模型,探讨了渠道产生冻胀的主要原因。分析了渠道发生冻胀破坏的主要部位,并对典型渠道冻胀破坏进行了验算。得出梯形渠道渠坡脚处所受轴力N（x）和剪力Q（x）均最大,渠坡板下部1/3处所受的弯矩值M（x）最大;渠底板坡脚处受到的剪力Q（x）最大,渠底板的1/2处所受弯矩M（x）最大。5、提出了河套地区衬砌渠道聚苯板适宜铺设厚度。东西走向的预制混凝土渠道阴坡、阳坡和渠底适宜铺设的聚苯板厚度分别为1Ocm、6cm和8cm;南北走向的预制混凝土衬砌渠道边坡和渠底适宜铺设的聚苯板厚度为8cm和7cm。并且标定了采用理论方法计算河套地区渠道铺设聚苯板厚度的理论参数。6、通过建立典型渠道数值模型,应用ADINA有限元软件分析了铺设2～12cm聚苯板渠基土温度梯度分布情况和增温效果。铺设聚苯板的增温效果在30cm以上的土层中最为显着。铺设6cm以上聚苯板可提高保温效果50%以上,削减冻胀量90%以上。7、以不同地下水位试验平台和原型渠道为研究对象,分析了地下水位对基土冻胀的影响效应。当地下水位降低0.5～1.0m后,削减冻胀率为71%～83.8%。
吴文杰[4]（2019）在《沈阳地区渠基土冻胀特性试验研究》文中提出我国是传统的农业型国家,农业灌溉用水存在严重浪费,而渠道衬砌是提高农业灌溉用水率最主要的措施。在我国北方等季节冻土区,渠道工程的冻胀破坏不容忽视,严重浪费了农业用水,因此研究沈阳地区渠基土冻胀对渠道衬砌结构的破坏具有重要的现实意义。为研究东北季冻区的渠道冻胀问题,对沈阳地区的灌渠冻胀采取了广泛的调查研究并结合国内外冻胀研究的相关文献,最终确定了影响渠基土冻胀的主要因素有适宜的土质、冻胀所需要的低温、充足的水分补给。选取沈阳地区渠基土为试验对象,设计并制作了采用底部和四周保温且具有侧向限制的直径10cm,高15cm的圆柱形土体模型使其符合自上而下单向冻结情况的试验装置,整个试验装置由试样筒、低温冻融试验机、补水系统、数据采集系统、冻胀测量仪器和温度测量仪器组成;进行了基础实验,并设计了一系列室内冻胀试验。试样采用0.9的压实度,16%、22%、28%、34%的含水率,降温速率分别有4℃/h、6℃/h、8℃/h直到降到-25℃为止以及恒温-25℃的对照试验。分别在有地下水补给的开放系统和无地下水补给的封闭系统两种条件下测定沈阳地区渠基土的冻胀量的不同土层温度变化规律。结果表明:通过对试样在冻结过程中的位移场进行分析,在开放系统条件下的最大冻胀量为6.1mm,最小冻胀量为0.93mm;在封闭系统条件下的最大冻胀量为4.1mm,最小冻胀量为0mm;因此相同冻结条件下,开放系统条件下的试样冻胀量都要大于封闭系统条件下。含水率34%试样的冻胀量要大于含水率为16%、22%和26%试样,含水率越高冻胀率越大。经回归分析得到拟合结果较好的回归方程;在给定范围内,封闭系统下土体的最大冻胀率为3.31%,开放系统下土体的最大冻胀率为4.35%。通过冻胀率可以得到沈阳地区渠基土的冻胀量,并对沈阳地区渠道保温层的适宜厚度进行优化;分别在无地下水补给和有地下水补给时,梯形断面需要的苯板厚度为10.17cm和10.78cm;弧底梯形断面所需要的苯板厚度为6.11cm和7.77cm;大U形断面所需要的苯板厚度为7.74cm和8.69cm。从安全性能、工程造价和施工工艺综合看来,弧底梯形断面是最优断面形式。
魏鹏[5]（2019）在《冬季输水混凝土衬砌渠道防冻胀措施研究》文中研究说明新疆地处季节性冻土区,由于常年干旱缺水,修建了诸多用于灌区和水电站发电的引水渠道。这些渠道中有一类冬季输水渠道,此种渠道在冬季继续为电站或城市供水。受渠内水影响,此类渠道基土含水率一般高于冬季停水渠道,因此,冻胀破坏也比冬季停水渠道更为剧烈。本文在阅读与分析大量国内外文献基础上,详细阐述了冬季输水渠道冻胀机理、破坏特征、防护措施等方面的研究进展。论文主要研究工作及成果包括以下几点:（1）依据有限元分析理论,利用ANSYS有限元软件,深入探究冬季无冰盖输水混凝土衬砌渠道温度场、应力场及位移场冻胀基本定性规律,进而提出三种针对冬季输水渠道的防冻胀措施,分别为高水位运行保温防冻胀措施、聚苯乙烯保温防冻胀措施及新式换填防冻胀措施,并对其温度场、应力场及位移场进行数值模拟深入分析冻胀变化定性规律。（2）对水深为2m、3m及4m渠道受负温影响时的温度场、应力场及位移场一般冻胀规律进行了探究,研究表明高水位运行是一种有效的保温防冻胀措施。温度场变化规律:不同水深时渠道在空气、水面及衬砌板交界处都会产生巨大温差,温度等值线在此处出现强烈波动。应力场变化规律:不同水深时渠道衬砌板上最大应力产生的位置都为空气、水面及衬砌板交界处,随着过水深度的增加,应力逐渐降低。位移场变化规律:随着过水深度的增加,最大冻胀位移逐渐减小且逐渐转移到渠道顶部,最终得出该渠道冬季合理输水水深为4m。（3）冬季输水渠道应用聚苯乙烯保温防冻胀措施后对其温度场、应力场及位移场数值模拟研究发现,温度场变化规律:渠顶水平方向1.5m范围以内及水面以上混凝土衬砌板后的法向冻深有所下降,随着保温板厚度增加,渠道冻深呈减小趋势,但减小的幅度逐渐减小;应力场变化规律:渠道增加8cm厚聚苯乙烯保温板较无保温措施时衬砌层上最大上应力削减48.23%,由此可见聚苯乙烯新式保温防冻胀结构可有效降低混凝土衬砌层上的应力,随着保温板厚度增加,应力降低幅度逐渐减小。位移场变化基本规律:渠道在铺设8cm厚度的聚苯乙烯保温板后较未采用防冻胀措施时最大冻胀位移削减52.32%,由此可见渠道在采用聚苯乙烯保温新式防冻胀结构后可大幅度降低冻胀位移,随着保温板厚度不断增加,其位移削减幅度也随之减小,最终得出保温板的最佳厚度为14cm。（4）冬季输水渠道应用新式换填防冻胀措施后对其温度场、应力场及位移场数值模拟研究发现,温度场变化规律:随着换填深度逐渐增加,负温侵入渠基土的深度不断加深,边坡板后法向冻深也逐渐增加。应力场变化规律:换填60cm深度砂砾土较无换填措施的渠道衬砌板上最大应力降低78.78%,可见新式换填防冻胀措施可有效降低衬砌层上应力,随着换填深度不断增加,应力减小幅度也逐渐降低。位移场变化规律:渠道换填60cm深度的砂砾土较无换填措施时最大冻胀位移削减41.8%,表明换填砂砾土可有效降低冻胀位移产生,最终得出最佳换填深度为120cm。
吴梦娟[6]（2019）在《严寒及寒冷地区长距离输水明渠冬季运行安全评价》文中研究说明我国幅员辽阔,气候复杂,南北气温差异较大。为充分利用水资源,缓解局部地区严重缺水的现状,投资建设大批规模浩大的引调水工程,如引黄济青工程、引滦入津工程、南水北调中线、东线等工程。明渠作为引调水工程的重要组成部分,在我国北方严寒及寒冷地区因冬季寒冷、气温低、枯水期水量少,导致明渠流速和水位减小,输水能力大大降低、渠道边坡发生基土的冻胀破坏,渠道渐变段和渠道断面变化处易发生冰塞冰坝,致使水位抬高、渠水漫溢,威胁两岸人民生命财产安全等诸多问题,严重影响了明渠结构安全与供水效率。为此,本文针对严寒及寒冷地区长距离输水明渠冬季运行安全进行分析评价是非常必要的。本文研究以实现严寒及寒冷地区长距离输水明渠冬季运行安全为目的,在总结国内外引调水明渠工程的冬季运行经验、文献调研、规范搜集、实地调研、专家咨询的基础上,构建了严寒及寒冷地区长距离输水明渠冬季运行安全评价指标体系,基于该地区明渠冬季运行的特点,结合非对称贴近度和物元可拓建立了严寒及寒冷地区长距离输水明渠冬季安全运行评价模型,并以引大入秦工程的明渠为研究对象,收集的工程数据为支撑,理论分析为指导,模型计算为依据,结果复核为手段,进行了实例验证。本文首先通过总结工程经验和前辈的研究成果,归纳出严寒及寒冷地区明渠冬季运行安全的主要影响因素,以WSR理论为指导,构建系统的初始分类评价指标体系,经专家研讨确定最终的严寒及寒冷地区长距离输水明渠冬季运行安全评价指标体系。其次,依据国家现行的规范、技术规程、相关专着所划分的标准值对评价指标进行分等级量化,在缺乏以上标准时,采用专家经验标准值或者较高水平文献里的标准值作为参考,并类比《水闸安全鉴定规定》将严寒及寒冷地区长距离输水明渠冬季运行安全等级划分为I级（安全）、II级（基本安全）、III级（不安全）、IV级（极不安全）。再次,依据严寒及寒冷地区长距离输水明渠冬季运行特点,采用改进物元可拓评价模型,以评价指标等级的量化值为基础,建立经典物元矩阵和节域矩阵,计算待评物元与经典域的距离量值,引入改进熵权-G1-博弈论主客观相结合的权重计算方法,结合非对称贴近度计算待评物元的等级及偏向另一级的程度。最后,以引大入秦工程的总干渠、东一干渠、东二干渠明渠段为例进行实证研究,结合实际数据采用改进物元可拓评价模型进行评估,通过计算最大贴近度得到三者在冬季的运行安全均属II级基本安全,评价结果与实际情况相符,验证了本文所构建模型的科学性与实际可操作性。
郝晋彩[7]（2018）在《基土—衬砌冻结强度及渠道冻胀数值模拟研究》文中研究指明中国北方季节性冻土区,水工建筑物经常受冻胀破坏作用。由于冻胀的不均匀性,使得同一渠道同一断面不同部位的冻胀量不同,导致衬砌开裂、拱起或架空,加剧了渗漏。因此,为了选择适宜的渠道保温措施和渠道断面形式,有必要开展基土-衬砌冻结强度与渠道冻胀数值模拟研究。本文探究了混凝土渠道衬砌冻胀破坏问题,首先总结了目前国内外渠道抗冻胀研究进展、冻结强度及冻土相关理论研究,接下来层层递进,通过试验研究温度、土体含水率、法向应力对冻土与结构接触面冻结强度的影响,总结出人工冻结黄土、膨胀土与接触面粘聚力与内摩擦角经验公式;利用ABAQUS有限元软件建立了梯形衬砌渠道冻胀破坏稳态数值模型,最后,在此基础上建立了考虑水冰相变的渠道冻胀破坏瞬态数值模型,与不考虑相变的模型对比分析,验证其合理性。本文主要内容及成果如下:（1）为探究渠基土-衬砌间冻结强度影响因素及其规律,研究冻结强度形成原因,利用微机控制电子万能试验机和低温冷冻试验箱,开展了人工冻结黄土、膨胀土与结构接触面的直剪试验。结果表明:冻土与结构接触面的冻结强度与接触面温度、接触面应力、土壤含水量三因素关系密切;冻土的极限冻结强度随接触面温度的降低而增大;冻结强度随接触面法向应力的增大而增大且呈线性关系,其规律符合莫尔—库伦强度理论;冻结强度均随含水率的升高而增大;而两种土壤的不同之处在于,接触面温度和含水率相同的情况下,膨胀土的极限冻结强度约高于武功黄土10%20%。通过多次试验,得出不同温度不同含水率下黄土、膨胀土与结构接触面间的粘聚力经验公式和内摩擦角值,可为数值分析或其它研究提供支撑。（2）为了得到梯形衬砌渠道适宜的保温措施和渠道断面形式,建立了考虑冻土、混凝土塑性以及基土-衬砌接触面力学行为的冻胀数值模型。根据黑龙江蛤蟆通灌区总干渠提供的现场检测数据,进行了三种不同保温方案时的渠道冻胀数值模拟,与不设置保温措施的对比段进行比较,工程实测资料表明该模型可靠,蛤蟆通灌区渠道最优保温板厚度为渠坡10 cm,渠底12 cm。并应用该模型模拟了最优保温方案不同边坡系数时梯形渠道冻胀量,综合渠道冻胀适应性与经济性,梯形渠道最优边坡系数为2.0。（3）建立了考虑水冰相变的渠道冻胀瞬态数值模型。将考虑相变的渠基温度场冻深与不考虑相变的渠基温度场冻深进行比较,结果表明两者分布规律一致,考虑了相变的渠基冻深较浅,这是由于水冰相变过程释放潜热,这部分热量使得冻深推进速度变缓,更接近于工程实际,所以在渠道冻胀数值计算时不能忽略相变潜热的影响;两者渠基土法向冻胀量比较表明,虽然两者渠道衬砌各点法向冻胀量的变化趋势基本一致,但考虑相变时的法向冻胀量数值略小于不考虑相变,与原型实测结果更加相符,表明考虑相变时的数值计算更加合理、可靠;分析渠基应力场时发现,考虑相变和不考虑相变时,渠坡最大法向冻胀力均未大于衬砌与渠基冻结强度,渠道衬砌不会发生上抬、脱离现象,说明―混凝土板+保温板‖的混凝土衬砌渠道保温防冻胀结构型式是合理的。
张如意[8]（2017）在《寒区渠道工程冻融灾变链式模型及断链减灾研究》文中指出渠道冻胀破坏是冻土地区存在的主要灾害形式之一,我国大部分地区处于纬度较高地带,国土面积的75%为永久冻土区与季节性冻土区。随着季节变换,昼夜更替,在正负温差作用下,岩土产生冻胀和融沉,而在这两种作用下,岩土内部结构由此发生改变,从而影响其物理及力学性质,岩土产生冻胀、融沉造成的渠道工程损坏在我国北方地区频繁发生。因此,渠道冻害是寒区渠道建设亟需要解决的工程问题。本文针对渠道冻胀灾害发生形成的条件及其产生破坏的过程进行了深入的探讨,从渠道冻胀灾害形成的水分条件、土质条件和温度条件的分析入手,根据灾变链式理论的普适性原则,依据链式灾害理论,对渠道冻胀成灾机理作了细致的分析论述,说明渠道衬砌结构冻胀破坏的形成与发展具有链式规律性。论文以理论分析、原型渠道冻胀试验、数值模拟为主要研究方法,对引起渠道冻胀的因素综合分析,以期为寒区渠道工程的设计和施工提供理论和依据。本文的主要研究结论与成果如下:（1）根据灾变链式理论的普适性原则,依据链式灾害理论,分析渠道冻胀灾害形成的水分条件、土质条件和温度条件,建立了渠道冻胀破坏链式模型。（2）通过现场原型渠道试验对渠道冻胀破坏分析,观测气温、地温、土质、土壤水分、冻深、冻胀变形量、冻胀应力等因素,分析得到了渠道冻胀破坏的链式规律。试验观测表明,随着气温降低,地温持续降低,渠道各部位的渠基土含水率也因此产生变化,渠基土含水率在距地表60 cm深度范围处增大,呈聚集势态形成冻结锋面。冻结期,渠道阴坡地温最低温度为-25℃,对应最大冻深为146.2 cm冻胀应力为178 kPa;阳坡地温最低值是-21℃,对应最大冻深为123.5 cm冻胀应力为154 kPa;渠底地温最低值是-23℃,对应最大冻深为147.2 cm冻胀应力为163 kPa。（3）通过数值模拟,分析得到了渠道冻胀破坏过程中,渠基土体温度场与应力应变场的变化分布规律。随着渠基土体深度的增加温度梯度逐渐减小,温度等值线越靠近底部越接近于水平直线。模拟得到渠道不同部位的最大冻深分别为阴坡139.8 cm、渠底141.3 cm、阳坡122.4 cm,最大冻胀变形为11.89 cm,发生在渠道底部。渠道衬砌表面主应力分布集中的区域,位于渠底板中间部位和渠道阴坡的衬砌板表面以及渠坡板接近坡脚位置处。（4）研究渠道冻胀链式关系,分析现场原型试验观测数据,结合前人做过的渠道防冻胀试验结果,建立了渠道冻胀断链减灾模型,以此为依据,提出合理的渠道冻胀的防灾减灾措施。
汪盼[9]（2017）在《景电干渠换填及断面优化防冻胀措施研究》文中研究指明地处季节性冻土区的景电工程干渠由于建造年代久远、运行历时较长且无有效的防冻胀措施发生了强烈的冻融及渗漏破坏,造成了渠道输水效率低下,运行状态堪忧。开展景电干渠的典型断面防冻胀技术研究,对景电二期工程的渠系更新改造具有重要的理论与实践价值。本文结合景泰川灌区的自然地理及气候条件、渠基土性、地下水位,以及渠道冻胀融沉破坏现状的详细调查,依据渠基土冻胀的水热力三场耦合理论对衬砌结构换填及断面优化的防冻胀技术进行仿真分析及原型监测,研究工作及成果如下:（1）建立了景电干渠考虑地下水位影响的冻胀数值仿真模型。景泰川灌区内地下水位较高,对渠道的冻胀影响显着。将地下水位高度与冻胀率的经验关系公式加入到本构方程,即将渠道基土的本构方程的应变考虑为初始应变与渠基土因冻胀而引起的应变之和;在热传导方程中还考虑了迁移水分的相变潜热。应用甘肃省靖会渠道的冻胀原型观测成果验证冻胀模型的合理性与适用性。（2）应用本文模型对换填结构的混凝土衬砌渠道进行了冻胀模拟分析,并与未换填的混凝土衬砌渠道进行比较,提出了防冻胀换填层的合理方案。分析结果表明:换填后的渠道能够大大减小渠基土所产生的冻胀位移,改善应力场的分布、并降低了坡脚处的最大应力,能够有效的防止混凝土衬砌渠道冻害破坏的发生。（3）以衬砌板上表面最大拉应力最小为目标,考虑水力最优及抗冻胀最优,建立双优断面优化模型并求解;对梯形混凝土衬砌渠道的断面尺寸进行了优化的研究。结果表明:断面面积一定时,梯形渠道水力及抗冻胀双优的断面边坡系数应大于1.5;断面面积变化时,断面越大冻胀破坏越严重,梯形渠道水力及抗冻胀双优断面的边坡系数范围为3.03.5。结合实用经济断面,在占地允许条件下给出了宽浅式梯形渠道水力、经济及抗冻胀三优的断面面积比α为1.02、边坡系数范围为3.03.5,相应宽深比的范围为2.8603.175,其上限是最优解。该成果为寒区现浇混凝土衬砌渠道断面优化设计提供参考依据。（4）为了检验景电灌区渠道冻胀模型的正确性,在高地下水位区的渠道断面采用块石换填基础更新改造并设置原型监测,对地下水位、冻胀位移、基土温度及水分等进行冻胀现场监测。目前采集到1月至5月的数据表明:靠近农田的阳坡侧灌溉回水影响,阳坡基土含水率高于阴坡;阳坡温度高于阴坡;阴坡融沉量大于阳坡,符合实际。
孔德坤[10]（2017）在《季冻区渠道冻胀试验及数值模拟分析》文中进行了进一步梳理我国北方地区水资源短缺,随着经济发展,水资源供需矛盾日益成为农田水利工程中的一大难题,特别是在季节性冻土地区,渠道衬砌在土体冻融环境影响下容易发生开裂、坍塌等破坏现象,严重影响了渠系工程的安全运行,因此对季冻区渠道衬砌的冻胀破坏研究具有十分重要意义。本文主要研究两种新型渠道（矩型渠和L型渠）防冻胀措施。首先通过对矩型渠进行室内低温模型试验、有限元数值模拟,完成相应结构的保温措施的分析;在此基础上开展基于数值模拟分析的L型渠相关问题的研究。主要研究内容如下:（1）总结归纳国内外关于冻土的冻胀机理及数值模拟研究,从土质、水分、温度及渠道走向四个方面重点分析了渠道冻胀破坏的主要因素。渠道等水工建筑物在季冻区需要防冻胀措施,本文介绍了几种常见的防冻胀措施,确定本文采用EPS颗粒轻质土垫层作为渠道的保温措施。（2）进行矩型渠的物理模型试验。根据矩型渠实际工程使用情况,勘察现场工程地质条件、水文气象条件和温度情况等,综合相似理论确定试验合适的比尺,最后确定试验模型方法。试验模型采用不同掺量EPS颗粒轻质土垫层作对比试验,分析对比不同掺量EPS颗粒轻质土垫层的保温效果。（3）)基于物理模型试验进行矩型渠的数值模拟分析。重点分析不同掺量EPS颗粒轻质土垫层情况下土体的温度场及位移场。根据数值模拟结果分析土体的冻胀融沉量及冻结融化规律,将数值模拟结果与试验模型结果对比,证明该模型采用数值模拟方法的合理性。（4）开展对新型L型渠的数值模拟分析。分别数值模拟一次及多次冻融循环,综合以上数值模拟结果,分析多次冻融循环后土体的残余应力及残余变形,得出L型渠底板在多年冻融循环后容易破坏。本文的研究成果可为相关产品的推广使用提供一定的技术支持。
二、北方地区基土标准冻深的预报（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、北方地区基土标准冻深的预报（论文提纲范文）
（1）庄河灌区渠基土冻胀试验研究及保温板防冻厚度数值模拟分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 衬砌渠道冻胀理论研究 |
| 1.2.2 渠道冻胀试验及数值模拟研究 |
| 1.2.3 衬砌冻胀破坏主要原因 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 技术路线 |
| 第二章 室内模拟冻胀试验 |
| 2.1 庄河灌区环境概况 |
| 2.2 室内试验设备 |
| 2.2.1 单向冻结试验装置 |
| 2.2.2 其他试验装置 |
| 2.3 试验准备与设计 |
| 2.3.1 试验前期准备 |
| 2.3.2 试验设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 试验结果与分析 |
| 3.1 土样温度场分析 |
| 3.2 土样位移场分析 |
| 3.3 建立渠基土冻胀预报回归模型 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 聚苯乙烯保温板厚度理论计算及数值模拟分析 |
| 4.1 聚苯乙烯保温板基本性质 |
| 4.2 聚苯乙烯保温板厚度理论计算 |
| 4.2.1 经验估算法 |
| 4.2.2 热工计算法 |
| 4.3 数值模拟及有限元理论基础 |
| 4.3.1 数值模拟软件选取 |
| 4.3.2 模拟方法选择 |
| 4.3.3 土体冻胀模型理论 |
| 4.3.4 数值模拟分析流程 |
| 4.4 庄河灌区渠道及相关参数 |
| 4.5 基本假定及定义材料属性 |
| 4.5.1 基本假定 |
| 4.5.2 定义材料属性 |
| 4.6 模型构建、网格划分及结果分析 |
| 4.6.1 模型构建 |
| 4.6.2 网格划分 |
| 4.6.3 计算结果与分析 |
| 4.7 不同厚度聚苯乙烯保温板数值模拟分析 |
| 4.7.1 有限元模型建立 |
| 4.7.2 模型计算结果分析 |
| 4.8 聚苯乙烯保温板厚度选取 |
| 4.9 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（2）碎石换填槽技术对于改善渠基冻胀特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 冻土水热迁移研究进展 |
| 1.2.2 多孔介质传热以及应用研究进展 |
| 1.3 本文主要内容 |
| 1.3.1 学术构想与思路: |
| 1.3.2 本文研究的主要内容: |
| 第二章 渠基土室内冻结水热研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 影响土壤水分迁移的主要因素 |
| 2.3 单向冻结试验装置 |
| 2.4 土壤冻结水热试验 |
| 2.4.1 土壤填料的参数以及性能指标 |
| 2.4.2 土壤冻结水热试验方案 |
| 2.5 试验结果与分析 |
| 2.5.1 温度场分析 |
| 2.5.2 水分场分析 |
| 2.5.3 试验现象 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 碎石换填料冻结试验水汽热研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验设计 |
| 3.3 试验结果与分析 |
| 3.3.1 温度场分析 |
| 3.3.2 碎石样试验补水量 |
| 3.3.3 补水条件下碎石样内部湿度变化 |
| 3.3.4 试验现象 |
| 3.5 碎石换填对于温度的改善 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于Comsol Multiphysics碎石换填渠道的水热数值模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 COMSOL Multiphysics模拟软件介绍 |
| 4.3 物理场耦合控制方程及定解条件 |
| 4.3.1 土壤水热耦合方程 |
| 4.3.2 碎石样内气体流动基本方程 |
| 4.3.3 定解条件 |
| 4.4 COMSOL Multiphysics模型建立 |
| 4.4.1 计算模型及其边界条件 |
| 4.4.2 计算参数 |
| 4.5 计算结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（3）北方季节性冻土区渠道保温防冻胀机理与应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究目的与意义 |
| 1.2 国内外渠道保温防冻胀研究现状 |
| 1.2.1 渠道冻胀机理研究现状 |
| 1.2.2 渠道冻胀破坏力学研究现状 |
| 1.2.3 渠道保温防冻胀研究现状 |
| 1.3 研究内容及创新点 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 主要创新点 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 2 典型渠道聚苯板机理显着分析 |
| 2.1 试验背景 |
| 2.2 渠道工程概况 |
| 2.2.1 杨家河干渠工程概况 |
| 2.2.2 西济支渠工程概况 |
| 2.3 取样方法与检测指标 |
| 2.3.1 现场取样 |
| 2.3.2 样品检验 |
| 2.4 机理显着分析 |
| 2.4.1 样品检测结果 |
| 2.4.2 机理显着性分析 |
| 2.5 地下水埋深对保温材料的影响 |
| 2.6 小结 |
| 3 聚苯板保温防冻胀效果试验研究 |
| 3.1 试验概况 |
| 3.1.1 试验设计 |
| 3.1.2 试验观测内容与方法 |
| 3.2 不同厚度聚苯板保温效果研究 |
| 3.2.1 不同聚苯板厚度日平均温度变化规律 |
| 3.2.2 不同厚度聚苯板总积温与增温效果 |
| 3.2.3 单位厚度聚苯板的增温效果 |
| 3.2.4 聚苯板对不同深度土层地温的影响 |
| 3.2.5 河套灌区6cm预制砼板条件下适宜铺设的聚苯板厚度 |
| 3.3 不同厚度聚苯板防冻胀效果研究 |
| 3.3.1 不同厚度聚苯板冻胀量变化特征 |
| 3.3.2 不同厚度聚苯板最大冻胀量和削减冻胀量 |
| 3.3.3 聚苯板厚度与最大冻胀量关系 |
| 3.3.4 单位厚度聚苯板削减冻胀量值 |
| 3.4 不同厚度聚苯板削减冻深规律研究 |
| 3.5 不同厚度聚苯板下基土水分迁移规律 |
| 3.6 不同保温处理基土冻胀率与温度的关系 |
| 3.7 小结 |
| 4 模袋砼保温防冻胀效果试验研究 |
| 4.1 试验概况 |
| 4.1.1 试验设计 |
| 4.1.2 观测内容与方法 |
| 4.2 不同模袋砼处理保温效果研究 |
| 4.2.1 不同模袋砼处理日平均地温变化规律 |
| 4.2.2 不同厚度模袋总积温与增温效果 |
| 4.2.3 单位厚度模袋砼的增温效果 |
| 4.2.4 保温板对土壤不同深度地温的影响 |
| 4.3 不同模袋砼处理防冻胀效果研究 |
| 4.3.1 不同模袋砼处理冻胀量变化特征 |
| 4.3.2 不同模袋砼处理最大冻胀量和削减冻胀量 |
| 4.3.3 模袋砼厚度与最大冻胀量的关系 |
| 4.3.4 单位厚度模袋砼削减冻胀量值 |
| 4.4 10cm模袋砼条件下铺设聚苯板厚度的理论计算 |
| 4.5 不同模袋砼处理削减冻深规律研究 |
| 4.5.1 不同厚度模袋砼处理冻深变化规律 |
| 4.5.2 不同模袋砼处理最大冻深及冻深消减率分析 |
| 4.5.3 模袋砼与冻深的关系 |
| 4.5.4 单位厚度模袋砼削减冻深量 |
| 4.6 不同模袋砼下基土水分迁移规律 |
| 4.7 不同模袋砼处理冻胀率随土壤温度的变化规律 |
| 4.8 小结 |
| 5 河套灌区典型渠道冻胀破坏验算分析 |
| 5.1 渠道产生冻胀的主要原因 |
| 5.2 影响渠道冻胀的主要因素 |
| 5.2.1 外界温度 |
| 5.2.2 基土土质 |
| 5.2.3 土壤水分 |
| 5.2.4 地下水位 |
| 5.3 梯形砼渠道冻胀破坏力学研究 |
| 5.3.1 渠坡板受力分析 |
| 5.3.2 渠底板受力分析 |
| 5.4 南边分干渠衬砌渠道冻胀破坏验算 |
| 5.4.1 衬砌板破坏判断标准 |
| 5.4.2 南边分干渠衬砌板破坏验算 |
| 5.5 小结 |
| 6 河套灌区聚苯板厚度优选及理论计算参数的确定 |
| 6.1 聚苯板材料性能及保温机理 |
| 6.1.1 聚苯板的材料性能 |
| 6.1.2 聚苯板的保温机理 |
| 6.2 聚苯板铺设厚度理论计算方法 |
| 6.2.1 经验估算法 |
| 6.2.2 热工计算法 |
| 6.2.3 相关比拟法 |
| 6.3 河套灌区典型渠道聚苯板厚度理论计算 |
| 6.3.1 采用经验估算法计算结果 |
| 6.3.2 采用热工计算法计算结果 |
| 6.3.3 采用相关比拟法计算结果 |
| 6.4 河套灌区渠道聚苯板理论计算参数的确定 |
| 6.4.1 经验估算法参数的确定 |
| 6.4.2 热工计算法参数的确定 |
| 6.4.3 相关比拟法参数的确定 |
| 6.5 小结 |
| 7 梯形渠道聚苯板保温效果数值模拟 |
| 7.1 有限元软件ADINA简介 |
| 7.1.1 有限元简介 |
| 7.1.2 ADINA软件简介 |
| 7.1.3 ADINA用于渠道模拟的基本假定 |
| 7.2 模拟计算流程 |
| 7.3 南边分干渠冻胀破坏数值模拟 |
| 7.3.1 几何模型与边界条件 |
| 7.3.2 定义荷载与网格划分 |
| 7.3.3 温度场计算 |
| 7.4 河套灌区骨干渠道聚苯板保温效果数值模拟 |
| 7.4.1 不同保温处理几何模型建立 |
| 7.4.2 边界条件与参数设置 |
| 7.4.3 模型的率定 |
| 7.4.4 不同厚度聚苯板保温效果模拟 |
| 7.4.5 不同厚度聚苯板防冻胀效果模拟 |
| 7.5 小结 |
| 8 不同地下水位对基土冻胀的影响机制 |
| 8.1 不同地下水位平台对基土冻胀的影响 |
| 8.1.1 试验概况 |
| 8.1.2 不同地下水位对基土冻胀变形的影响 |
| 8.1.3 地下水位对基土土壤含水量的影响 |
| 8.1.4 不同地下水位适宜铺设的聚苯板厚度理论计算 |
| 8.2 不同地下水位对原型渠道冻胀变化的影响 |
| 8.2.1 原型渠道概况 |
| 8.2.2 地下水位变化对渠道法向冻胀力的影响 |
| 8.2.3 不同地下水位渠基冻胀率沿断面的分布规律 |
| 8.2.4 不同地下水位渠基截面弯矩沿断面的分布规律 |
| 8.3 小结 |
| 9 结论与展望 |
| 9.1 结论 |
| 9.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（4）沈阳地区渠基土冻胀特性试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外冻胀研究现状与进程 |
| 1.2.1 国外冻胀理论及模型 |
| 1.2.2 国内渠道衬砌冻胀破坏研究进展 |
| 1.3 渠基土冻胀破坏机理及影响因素 |
| 1.3.1 土质方面 |
| 1.3.2 水分条件 |
| 1.3.3 温度条件 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.5 技术路线 |
| 第二章 室内冻土冻胀模拟试验 |
| 2.1 室内冻胀试验装置 |
| 2.1.1 试样筒 |
| 2.1.2 低温冻融试验机 |
| 2.1.3 补水系统 |
| 2.1.4 数据采集系统 |
| 2.1.5 冻胀量测量仪器 |
| 2.1.6 温度测量仪器 |
| 2.2 试验方法与步骤 |
| 2.2.1 试验土样的制备 |
| 2.2.2 基本特性指标试验 |
| 2.2.3 室内冻胀试验 |
| 2.2.4 室内冻胀试验设计 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 试验数据处理与结果分析 |
| 3.1 试样冻结过程中的温度场分析 |
| 3.2 封闭系统下试样冻结过程中的位移场分析 |
| 3.2.1 不同初始含水率试样冻胀率变化规律 |
| 3.2.2 不同降温速率试样冻胀率变化规律 |
| 3.2.3 封闭系统下的冻胀回归方程 |
| 3.3 开放系统下试样冻结过程中的位移场分析 |
| 3.3.1 不同初始含水率试样冻胀率变化规律 |
| 3.3.2 不同降温速率试样冻胀率变化规律 |
| 3.3.3 开放系统下的冻胀回归方程 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 沈阳地区渠道保温层适宜厚度优化 |
| 4.1 保温苯板的物理指标 |
| 4.2 保温苯板厚度计算方法 |
| 4.3 沈阳地区环境概况 |
| 4.4 沈阳渠道不同断面形式保温板厚度计算 |
| 4.4.1 计算参数的确定 |
| 4.4.2 苯板厚度计算 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）冬季输水混凝土衬砌渠道防冻胀措施研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外冻土研究现状 |
| 1.3 冬季输水与停水渠道冻胀破坏力学模型及数值模拟研究 |
| 1.4 研究内容及技术路线 |
| 第二章 冬季输水与停水渠道冻胀因素、特征及防治措施研究 |
| 2.1 混凝土衬砌渠道冻胀机理及主要影响因素 |
| 2.2 冬季输水与停水渠道冻胀破坏特征异同点分析 |
| 2.3 冬季输水与停水渠道冻胀防治措施 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 冬季输水渠道数值模拟及针对性防冻胀措施 |
| 3.1 软件介绍及渠道冻胀模型理论分析 |
| 3.2 热力耦合数值模拟分析流程 |
| 3.3 冬季输水渠道工程依托背景及模型参数选用 |
| 3.4 聚苯乙烯保温板的特性分析与相关参数 |
| 3.5 砂砾土材料物理力学性质与相关参数 |
| 3.6 衬砌渠道冻胀数值模拟基本假定 |
| 3.7 冬季输水及停水渠道无保温措施各场对比分析 |
| 3.8 针对冬季输水渠道安全运行三种防冻胀措施的提出 |
| 3.9 本章小结 |
| 第四章 冬季输水渠道防冻胀措施数值模拟 |
| 4.1 冬季输水渠道不同水位运行时各场冻胀数值模拟 |
| 4.2 冬季输水渠道聚苯乙烯保温防冻胀措施数值模拟 |
| 4.3 冬季输水渠道新式换填防冻胀措施数值模拟 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 导师评阅表 |
（6）严寒及寒冷地区长距离输水明渠冬季运行安全评价（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国内外调水工程冬季安全运行状况 |
| 1.2.2 渠道冰水力学基础理论的研究进展 |
| 1.2.3 数值模拟、模型实验、原型观测的研究进展 |
| 1.2.4 国内外安全评价理论及方法的发展现状 |
| 1.2.5 国内外研究中存在的不足 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.4 本文创新点 |
| 2 严寒及寒冷地区长距离输水明渠冬季运行及安全评价的相关理论 |
| 2.1 严寒及寒冷地区输长距离输水明渠冬季运行安全的基础理论 |
| 2.1.1 严寒及寒冷地区气候与冬季冰情特征的关系分析 |
| 2.1.2 严寒及寒冷地区气候与渠道冻胀破坏的关系分析 |
| 2.1.3 严寒及寒冷地区长距离输水明渠冬季运行安全概述 |
| 2.1.4 严寒及寒冷地区长距离输水明渠冬季运行特点 |
| 2.2 严寒及寒冷地区长距离输水明渠冬季运行安全评价的特点及原则 |
| 2.2.1 长距离输水明渠冬季运行安全评价的特点 |
| 2.2.2 长距离输水明渠冬季运行安全评价的原则 |
| 2.3 权重确定方法的分析选择 |
| 2.3.1 主观赋权法 |
| 2.3.2 客观赋权法 |
| 2.3.3 组合赋权法 |
| 2.4 评价模型的优选 |
| 2.4.1 常见评价模型的优缺点分析 |
| 2.4.2 评价模型的确定 |
| 3 严寒及寒冷地区明渠冬季运行安全评价的指标体系及评价标准 |
| 3.1 指标体系构建的基础理论 |
| 3.1.1 指标选择的一般要求 |
| 3.1.2 建立明渠冬季运行安全评价指标体系的基本原则 |
| 3.1.3 明渠冬季运行评价指标的获取途径 |
| 3.2 基于WSR理论的评价指标体系的构建 |
| 3.2.1 影响明渠冬季运行安全因素分析 |
| 3.2.2 WSR方法论的主要内容 |
| 3.2.3 WSR方法在明渠冬季安全运行中的应用 |
| 3.3 评价等级标准的确定 |
| 3.3.1 评价等级标准确定的依据 |
| 3.3.2 评价指标等级划分标准 |
| 4 严寒及寒冷地区长距离明渠冬季运行安全评价模型的构架 |
| 4.1 基于改进熵权-G1-博弈论法的评价因素权重的确定 |
| 4.1.1 基于G1 法确定指标主观权重 |
| 4.1.2 基于改进熵权确定指标客观权重 |
| 4.1.3 基于博弈论法确定指标综合权重 |
| 4.2 基于改进的可拓理论安全评价模型 |
| 4.2.1 建立同征物元矩阵 |
| 4.2.2 无量纲规格化处理同征物元矩阵 |
| 4.2.3 计算关联度及等级评定 |
| 5 明渠冬季运行安全评价模型应用 |
| 5.1 引大入秦工程概述 |
| 5.2 数据的收集与处理 |
| 5.2.1 引大入秦工程明渠运行状况 |
| 5.2.2 数据统计与处理 |
| 5.3 引大入秦工程明渠冬季运行安全评价 |
| 5.3.1 运用改进熵权-G1-博弈论法确定各指标权重 |
| 5.3.2 基于改进可拓模型的引大入秦工程明渠冬季运行安全评价 |
| 5.4 评价结果的分析与处理 |
| 5.4.1 评价结果的分析 |
| 5.4.2 冬季输水安全运行工程措施建议 |
| 5.4.3 冬季输水安全运行管理措施建议 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 A 严寒及寒冷地区长距离输水明渠冬季运行安全影响因素筛选调查 |
| 附录 B 严寒及寒冷地区长距离输水明渠安全运行影响因素的主观赋权调查 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（7）基土—衬砌冻结强度及渠道冻胀数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 研究进展 |
| 1.2.1 渠道抗冻胀研究现状 |
| 1.2.2 冻结强度研究进展 |
| 1.2.3 冻土本构方程及相变理论 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 1.4 技术路线 |
| 第二章 冻土与结构接触面冻结强度试验研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验方案 |
| 2.2.1 试验设计 |
| 2.2.2 试验材料 |
| 2.2.3 试验步骤 |
| 2.3 接触面冻结强度影响因素分析 |
| 2.3.1 温度对接触面冻结强度的影响 |
| 2.3.2 土体含水率对接触面冻结强度的影响 |
| 2.3.3 法向应力对接触面冻结强度的影响 |
| 2.4 接触面粘聚力与内摩擦角经验公式 |
| 2.4.1 粘聚力与摩擦力值 |
| 2.4.2 渠道衬砌接触面冻结强度形成机制分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 梯形渠道冻胀数值模拟及边坡系数优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 力学模型的建立 |
| 3.2.2 有限元模型及参数选取 |
| 3.3 结果分析 |
| 3.3.1 不同方案结果分析 |
| 3.3.2 考虑不同边坡系数的梯形渠道冻胀模拟 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 考虑水冰相变的梯形渠道冻胀数值模拟 |
| 4.1 数学模型 |
| 4.1.1 冻土相变温度场 |
| 4.1.2 应力和变形的基本方程 |
| 4.2 有限元模型 |
| 4.3 结果分析 |
| 4.3.1 温度场分析 |
| 4.3.2 位移场分析 |
| 4.3.3 应力场分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）寒区渠道工程冻融灾变链式模型及断链减灾研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 链式防灾减灾理论体系 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第二章 寒区渠道冻胀破坏链式关系结构研究 |
| 2.1 寒区渠道冻胀破坏因素分析 |
| 2.2 寒区渠道冻胀破坏特点及分类 |
| 2.3 寒区渠道冻胀链式关系研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 寒区渠道工程冻融灾害链式试验研究 |
| 3.1 渠道冻融原型试验 |
| 3.2 渠道冻胀破坏机理及破坏特征分析 |
| 3.3 渠道冻胀链式分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 寒区渠道工程有限元模拟研究 |
| 4.1 有限元计算简介 |
| 4.2 渠道冻胀数值模拟 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 寒区渠道工程减灾断链分析 |
| 5.1 寒区渠道工程断链减灾原理 |
| 5.2 寒区渠道工程断链减灾技术防治措施分析 |
| 5.3 寒区渠道工程方案选择 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 导师评阅表 |
（9）景电干渠换填及断面优化防冻胀措施研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究概况 |
| 1.2.1 渠基土冻胀机理研究进展 |
| 1.2.2 混凝土衬砌渠道防冻胀措施 |
| 1.2.3 渠道断面优化现状 |
| 1.2.4 存在的问题 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 研究方法与技术路线 |
| 1.4.1 研究方法 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 1.5 预期的结果及创新点 |
| 1.5.1 预期的结果 |
| 1.5.2 本研究的创新点 |
| 第二章 梯形混凝土衬砌冻渠道冻胀破坏基本理论 |
| 2.1 梯形渠道冻胀破坏机理 |
| 2.1.1 渠基土冻胀的形成过程 |
| 2.1.2 梯形混凝土衬砌渠道冻胀破坏形式 |
| 2.1.3 混凝土衬砌梯形渠道冻胀破坏原因 |
| 2.2 水热力三场耦合基本理论 |
| 2.2.1 引言 |
| 2.2.2 相变温度场及基本方程 |
| 2.2.3 水分场及控制方程 |
| 2.2.4 应力场及控制方程 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 景电工程梯形混凝土衬砌渠道基土换填数值模拟 |
| 3.1 工程背景 |
| 3.1.1 区域地理概况 |
| 3.1.2 气象概况 |
| 3.1.3 地质概况 |
| 3.1.4 地下水位概况 |
| 3.2 景电工程渠道改造设计方案 |
| 3.3 建立数学物理方程 |
| 3.3.1 Comsol有限元软件的使用 |
| 3.3.2 数值模型建立的基本假设 |
| 3.3.3 考虑相变潜热的热传导方程 |
| 3.3.4 考虑地下水影响的冻土本构方程 |
| 3.4 渠道冻胀数值模拟模型的验证 |
| 3.4.1 渠道概况 |
| 3.4.2 有限元模型及计算参数 |
| 3.4.3 模型计算结果分析 |
| 3.5 景电工程典型断面渠基土换填数值模拟分析 |
| 3.5.1 砂卵石换填基土渠道数值模拟 |
| 3.5.2 块石换填地基数值模拟 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 景电工程梯形渠道断面水力-抗冻胀优化 |
| 4.1 水力-抗冻胀最优断面优化参数 |
| 4.1.1 水力-抗冻胀断面定义 |
| 4.1.2 水力-抗冻胀断面的目标函数 |
| 4.1.3 水力-抗冻胀断面的约束条件 |
| 4.2 渠道断面面积固定的优化过程与结果 |
| 4.2.1 优化过程 |
| 4.2.2 优化结果 |
| 4.3 渠道断面面积变化的双优断面 |
| 4.4 水力及抗冻胀最优的实用经济断面 |
| 4.5 水力及抗冻胀双优的实用经济断面参数验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 景电工程渠道改造措施效果原型监测实验 |
| 5.1 监测目的 |
| 5.2 冻胀监测传感器种类 |
| 5.2.1 土壤温度传感器 |
| 5.2.2 土壤水分传感器 |
| 5.2.3 土壤液位传感器 |
| 5.2.4 冻胀位移传感器 |
| 5.3 冻胀监测设备的安装布置 |
| 5.3.1 温度传感器布置 |
| 5.3.2 土壤水分传感器布置方案 |
| 5.3.3 液位传感器布置方案 |
| 5.3.4 冻胀位移传感器布置方案 |
| 5.4 监测结果与分析 |
| 5.4.1 含水率监测结果与分析 |
| 5.4.2 地下水位监测结果与分析 |
| 5.4.3 土壤温度监测结果与分析 |
| 5.4.4 位移监测结果与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）季冻区渠道冻胀试验及数值模拟分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 冻土的冻胀机理研究 |
| 1.2.2 模型试验及数值模拟研究 |
| 1.3 常用的防冻胀措施 |
| 1.3.1 渠基土的换填及加固处理 |
| 1.3.2 保温隔热措施 |
| 1.3.3 防渗排水措施 |
| 1.3.4 新型防渗防冻胀材料 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 混凝土衬砌渠道冻胀机理及数值模拟理论 |
| 2.1 混凝渠道衬砌的冻胀机理 |
| 2.1.1 渠基土的冻胀机理 |
| 2.1.2 衬砌结构的冻胀破坏机理 |
| 2.2 渠道衬砌冻胀破坏的主要因素 |
| 2.2.1 土质对冻胀破坏影响 |
| 2.2.2 温度对冻胀破坏的影响 |
| 2.2.3 渠基土水分对冻胀破坏的影响 |
| 2.2.4 渠道走向对渠道衬砌冻胀的影响 |
| 2.3 渠道衬砌冻胀破坏数值模拟理论研究 |
| 2.3.1 冻土的相变温度场 |
| 2.3.2 冻土过程中的水分迁移 |
| 2.3.3 冻土的力学特性及本构模型 |
| 2.3.4 数学模型的建立 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 矩型渠物理模型试验研究 |
| 3.1 模型介绍 |
| 3.2 模型试验设计 |
| 3.2.1 试验装置及相关设备 |
| 3.2.2 模型比尺的选取 |
| 3.2.3 保温材料及其配比情况 |
| 3.2.4 模型制作 |
| 3.2.5 传感器的调试及埋设 |
| 3.2.6 试验降温过程设计方案 |
| 3.3 试验结果分析 |
| 3.3.1 温度场分析 |
| 3.3.2 冻结融化深度曲线 |
| 3.3.3 冻胀量变化曲线 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 矩型渠冻胀数值模拟分析 |
| 4.1 有限元模型的建立 |
| 4.1.1 有限元模型 |
| 4.1.2 材料参数 |
| 4.1.3 单元网格的划分 |
| 4.1.4 边界条件和接触的设置 |
| 4.1.5 数值模拟条件假设 |
| 4.2 计算结果分析 |
| 4.2.1 温度场模拟分析 |
| 4.2.2 冻结融化深度分析 |
| 4.2.3 位移场分析 |
| 4.2.4 误差分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 L型渠冻胀数值模拟分析 |
| 5.1 L型渠简介 |
| 5.2 有限元模型的建立 |
| 5.2.1 有限元模型 |
| 5.2.2 材料参数 |
| 5.2.3 网格划分及单元类型选取 |
| 5.2.4 边界条件和接触设置 |
| 5.3 计算结果分析 |
| 5.3.1 温度场模拟 |
| 5.3.2 位移场分析 |
| 5.3.3 应力场分析 |
| 5.4 多次冻融循环的位移场及应力场分析 |
| 5.4.1 位移场分析 |
| 5.4.2 应力场分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
四、北方地区基土标准冻深的预报（论文参考文献）
- [1]庄河灌区渠基土冻胀试验研究及保温板防冻厚度数值模拟分析[D]. 孙忠臣. 沈阳农业大学, 2020(05)
- [2]碎石换填槽技术对于改善渠基冻胀特性研究[D]. 张春洋. 兰州大学, 2020(01)
- [3]北方季节性冻土区渠道保温防冻胀机理与应用研究[D]. 郭富强. 内蒙古农业大学, 2019(01)
- [4]沈阳地区渠基土冻胀特性试验研究[D]. 吴文杰. 沈阳农业大学, 2019(03)
- [5]冬季输水混凝土衬砌渠道防冻胀措施研究[D]. 魏鹏. 石河子大学, 2019(01)
- [6]严寒及寒冷地区长距离输水明渠冬季运行安全评价[D]. 吴梦娟. 兰州交通大学, 2019(04)
- [7]基土—衬砌冻结强度及渠道冻胀数值模拟研究[D]. 郝晋彩. 西北农林科技大学, 2018(12)
- [8]寒区渠道工程冻融灾变链式模型及断链减灾研究[D]. 张如意. 石河子大学, 2017(01)
- [9]景电干渠换填及断面优化防冻胀措施研究[D]. 汪盼. 西北农林科技大学, 2017(01)
- [10]季冻区渠道冻胀试验及数值模拟分析[D]. 孔德坤. 哈尔滨工程大学, 2017(06)