宁夏引黄灌区小型U形渠道抗冻胀试验与衬砌结构研究

【摘要】宁夏位于黄河中上游,土地面积的3/4属于干旱区,是一个典型的缺水地区。宁夏引黄灌区农田水利工程的一个突出问题是渠道渗漏严重。近年来,为解决粮食安全问题,国家推行高标准基本农田建设,要求灌区支斗级渠道的砌护率达到100%,农渠的砌护率达到75%。随之而来的就是这些小型渠道的防渗抗冻胀问题,并且会逐渐凸显其严重性。因此,论文针对季节性冻土地区农业灌溉中输配水渠道的冻胀破坏问题,介绍了近年来国内外对于渠道防渗以及抗冻胀研究的一些最新研究进展；在借鉴已有各类渠道抗冻胀试验研究成果的基础上,提出了小型U形渠道混凝土衬砌结构冻胀变形的具体试验观测方案；以宁夏引黄灌区小型U形渠道混凝土衬砌结构为例,选择银北地区前进农场八一支渠段所属灌区作为研究区,重点针对该灌区中的整体式、两拼式、三拼式等小型U形混凝土衬砌结构渠道,实施了抗冻胀试验观测,从2013年11月到2014年3月,观测期历时一个冻融季；整理、分析和讨论了观测实验数据与试验结果,并就试验观测中存在的有关问题进行了相应的分析探讨。论文试验研究结果如下：(1)通过理论分析和试验研究,揭示了宁夏引黄灌区典型试验区(以支斗农渠为例)小型U形渠道冻胀机理与破坏特征。(2)通过冻胀观测试验,对三种不同衬砌结构U形渠道衬砌板气温、地温、冻深以及冻胀变形量的试验数据统计比较,揭示了各影响因素与冻胀破坏的关系及分布规律,分析了渠道衬砌的主要破坏时段和破坏部位及其形成原因,主要表现为：1)地温,三种结构均呈现出地温随土壤深度增加而升高的趋势,且渠基阴坡面土壤温度低,阳坡面温度高,对于不同测点在同一时间,同一深度处,地温值由渠道底部至两端顶部均呈现出逐渐减小的趋势,渠底地温最高。对于阳坡来说,上孔的地温普遍高于下孔,表明渠坡下部由于日照时间短,比中上部地温较低。2)冻深,两拼式渠道是东西走向的渠道,可以看出北坡的冻深小于南坡,从渠道衬砌方向上看,北坡为阳坡,南坡为阴坡,渠底的冻深大于阳坡而小于阴坡。三拼式衬砌渠道是南北走向渠道,可以看出西坡的冻深大于东坡,东坡为阳坡,西坡为阴坡。从三种衬砌结构经过一个冻融观测周期的表面破坏情况来看,渠道阴坡的破坏程度明显大于阳坡。3)冻胀量,从三种衬砌渠道的冻胀变形观测分布线,我们得出,三种渠道的底部都是冻胀变形最大的部位,其次对于整体式和三拼式衬砌渠道,属于南北走向渠道,从图中我们可以看出阴坡的冻胀量大于阳坡,对于两拼式衬砌渠道,由于属于东西走向渠道,受日照程度差距大,阴阳两坡的冻胀量差别较大,由此我们可说明渠道的走向对于渠道的冻胀破坏也是一个决定性的影响因素。4)对于整体式渠道混凝土衬砌最容易发生破坏的点为弧段与坡板及底板的连接处,且不同衬砌均有微小或较大的冻胀破坏；对于两拼式,最容易破坏的点是坡脚处,经过一个冻融期的观测,有个别板出现微小裂缝；对于三拼式,我们发现在1/3坡长处有贯穿整个渠道的纵向裂缝,并且是大面积的出现。(3)通过对各种衬砌形式进行防冻胀,抗裂缝分析与评价,较系统的对三种结构的抗冻胀效果做了比较,最后结合工程造价、施工等因素综合考虑,提出了相应改进措施及适应宁夏引黄灌区环境特点的渠道抗冻胀衬砌结构优化方案。期待论文试验研究结果能为进一步完善渠道衬砌受到冻胀破坏机理的理论研究,对宁夏灌区进行的灌区续建配套与节水改造,以及在研的国家自然基金课题的后续研究提供参考。
【作者】白剑；
【导师】王红雨；
【作者基本信息】宁夏大学，水利工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】小型U形渠道；混凝土衬砌结构；冻胀变形；试验观测；宁夏引黄灌区；

【参考文献】
[1]张建兵.我国对外贸易结构对OFDI的影响研究[D].浙江工商大学,国际贸易学,2012,硕士.
[2]田一虹.亚精胺诱导Hela细胞自噬与降低细胞活力关系的研究[D].兰州大学,动物学,2013,硕士.
[3]易桂标.青藤碱对偏头痛模型大鼠中脑导水管周围灰质区NF-κB和COX-2表达的影响[D].遵义医学院,神经病学（专业学位）,2014,硕士.
[4]兰曼,谢康林.一种Web关联挖掘数学模型的建立和算法实现[J].计算机应用与软件,2002,09:35-38.
[5]张永利.关于单行地图函数方程的研究[D].北京交通大学,2012.
[6]乔会.地震叠前时间偏移处理方法应用研究[D].长安大学,地球探测与信息技术,2014,硕士.
[7]商小妹.对产品特征符号的识别研究[D].华中科技大学,设计学,2013,硕士.
[8]王志臻.3α-羟类固醇脱氢酶的密码子优化表达、亲和纯化及酶性质研究[D].江南大学,生物化学与分子生物学,2013,硕士.
[9]任婷.凡连成等人聚众斗殴案评析[D].湖南大学,法律,2014,硕士.
[10]康力敏.铜表面等离子体效应增强二氧化钛光催化性能研究[D].西北大学,2013.
[11]韩立强,全海燕.老堡南地区海底电缆采集方法[J].石油地球物理勘探,2003,03:226-230+215-340.
[12]TaniaSultana.小额信贷融资孟加拉国一个国家的女企业家是一个合适的方法吗？[D].宁波大学,MBA（专业学位）,2013,硕士.
[13]本刊综合.乐享科技盛宴[J].发明与创新(中学生),2014,Z1:6-8.
[14]张胜杰.中国通货膨胀的汇率驱动效应研究[D].天津财经大学,金融学,2012,硕士.
[15]王驹,陈伟明,苏锐,郭永海,金远新.高放废物地质处置及其若干关键科学问题[J].岩石力学与工程学报,2006,04:801-812.
[16]要丹.石油地质实验信息自动管理与评价系统[D].吉林大学,2008.
[17]田强英.马克思主义灌输理论在高校思想政治教育中的实现研究[D].牡丹江师范学院,思想政治教育,2012,硕士.
[18]彭小翠.农村大学生“城漂族”市民化研究[D].湖南师范大学,人口学,2014,硕士.
[19]李刚.胆囊切除术后腹泻的发病机制、临床诊断和预测[D].扬州大学,内科学,2012,硕士.
[20]崔毅.技术创新、产业结构与电力行业二氧化硫排放影响研究[D].内蒙古大学,企业管理,2013,硕士.
[21]郭敏敏.基于元认知理论的高中数学学习困难学生的成因研究[D].西北民族大学,课程与教学论,2012,硕士.
[22]贾俊如.鄂尔多斯市东胜区中小学安全教育的现状与问题对策[D].内蒙古师范大学,教育（专业学位）,2013,硕士.
[23]李佐阳.On Flexibility in C-e Diplomatic Interpreting: a Skopos Theory Perspective[D].西安外国语大学,MTI翻译,2014,硕士.
[24]袁慧慧.基于服装产品研发的信息情报系统研究[D].浙江理工大学,设计艺术学,2013,硕士.
[25]张强.三维定位误差计算模型自动生成软件研制[D].杭州电子科技大学,机械设计及理论,2013,硕士.
[26]陈珩昱.完善国有企业内部控制问题研究[D].南京大学,工商管理,2013,硕士.
[27]颜雪芬.植酸酶基因新型表达载体的构建及转化玉米的研究[D].吉林农业大学,作物生物技术,2012,硕士.
[28]吴震,万千,陈小平.汉语文语转换系统中基于小波神经网络的韵律信息合成[J].自动化学报,2002,03:466-469.
[29]沈雁.ATC与纺织品特殊保障措施法律问题研究[D].华东政法学院,法律,2004,硕士.
[30].之江青年学者:杜正贞[J].浙江社会科学,2014,01:0.
[31]夏亚明.武汉兴业银行发展战略研究[D].华中科技大学,工商管理,2013,硕士.
[32]张雪媛.对标管理在我国石油企业的实践与应用[D].首都经济贸易大学,工商管理,2013,硕士.
[33]J.W.扎特勒格尔,P.K.施蒂勒.关于剖面偏移[J].石油地球物理勘探,1975,01:59-73.
[34]郭玢.校本课程开发过程中教师课程领导的研究[D].沈阳师范大学,课程与教学论,2013,硕士.
[35]何佳玲.时尚藏装产业化的价值及路径探析[D].四川省社会科学院,新闻学,2014,硕士.
[36]蒋勇.对不连贯话语的原因及其理解的研究[D].贵州师范大学,课程与教学论,2004,硕士.
[37]郭文文.基于数据的车轮磨损量预测方法研究[D].华东交通大学,控制工程（专业学位）,2014,硕士.
[38]李宁.糖化亚硝基血红蛋白制备工艺优化及在红肠中的应用研究[D].东北农业大学,食品工程（专业学位）,2013,硕士.
[39]张晓昀.利用硫化钾构建苯并硫杂五元环化合物的研究[D].湖南师范大学,有机化学,2014,硕士.
[40]田根.退役运动员就业的社会保障制度及其完善[D].北京交通大学,法律,2013,硕士.
[41]周治伟.世界公民观点下的永久和平[D].中共中央党校,外国哲学,2004,硕士.
[42]蔡天泉.Glisson蒂横断式肝切除术在早期肝癌手术中的应用[D].广西医科大学,肿瘤学（专业学位）,2013,硕士.
[43]赵磊.亲水性聚合物改性炭的制备及其超级电容性能研究[D].兰州理工大学,材料加工工程,2013,硕士.
[44]孙艺卓.社会企业影响因素及运行机制研究[D].浙江大学,2010.
[45]马龙.目的论视角下《生死疲劳》文化负载词翻译研究[D].四川外国语大学,英语语言文学,2014,硕士.
[46]韩秋萍.水稻土条件的旋耕机性能测试及小麦响应研究[D].南京农业大学,农业机械化工程,2011,硕士.
[47]李彦兴.黄土挖方高边坡稳定性变化机理的分析研究[D].西安理工大学,环境工程,2004,硕士.
[48]高凯.山东省城乡居民医疗保险制度一体化研究[D].山东财经大学,社会保障学,2014,硕士.
[49]李新.含酯基芴二胺的合成及其性能研究[D].哈尔滨工程大学,化学工程（专业学位）,2012,硕士.
[50]汪玲.725杨再生体系的建立及转Bt基因的研究[D].安徽农业大学,园林植物与观赏园艺,2012,硕士.