[1]邹健,邢延霞,张强,等.阴阳坡效应下寒区渠道水热状态与冻胀变形响应原位试验研究[J].水利与建筑工程学报,2026,(04):8-15.[doi:10.3969/j.issn.1672-1144.2026.04.002]
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阴阳坡效应下寒区渠道水热状态与冻胀变形响应原位试验研究()

《水利与建筑工程学报》[ISSN:1672-1144/CN:61-1404/TV]

卷:
期数:
2026年04期
页码:
8-15
栏目:
出版日期:
2026-08-20

文章信息/Info

作者:
邹健1邢延霞1张强2王正中3柴石玉3江浩源3
1.新疆维吾尔自治区塔里木河流域开都孔雀河水利管理中心,新疆 库尔勒 841000;2.巴音郭楞蒙古自治州水利水电勘测设计有限责任公司,新疆 库尔勒 841000;3.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
关键词:
寒区渠道阴阳坡效应现场监测水热状态冻胀变形
分类号:
TV672
DOI:
10.3969/j.issn.1672-1144.2026.04.002
文献标志码:
A
摘要:
针对寒区输水渠道阴阳坡效应引起的冻融响应差异,以博斯腾灌区典型渠道为对象,开展温度、体积含水率、渗压、基土沉降及衬砌板竖向位移原位联合监测,分析阴阳坡条件下衬砌渠道不同部位温度-水分-变形耦合演化规律。结果表明:渠道冻结过程具有显著空间非对称性,阴坡冷量积聚最强、冻结持续时间长、冻深较大,阳坡冻结较弱,渠底受行水热缓冲作用影响,冻结启动相对滞后;坡向热边界差异显著影响水分迁移范围和强度,阴坡深层土体水分重分布更明显,阳坡变化主要集中于浅层换填区;基土变形幅值与冻深并非简单正相关,渠底表现出较大冻胀,衬砌板位移与基土冻胀具有相近时序特征,但同时受板下冻胀、结构刚度及接缝转动共同控制。研究结果可为寒区渠道冻害识别、监测布设及防控设计提供依据。

参考文献/References:

[1] 何武全,刘群昌.我国渠道衬砌与防渗技术发展现状与趋势[J].中国农村水利水电,2009(06):3-6.
[2] LiKeji,ZhangMingyi,WangGuoqiang,etal.Frostheavedamageinlinedcanalsincoldregions:Areview[J]. Cold RegionsScienceand Technology,2025:104760.
[3] 申 莲.新疆孔雀河灌区渠道衬砌工程抗冻胀模式及应用浅析[J].地下水,2012,34(05):167-168.
[4] 王正中,江浩源,王 羿,等.旱寒区输水渠道防渗抗冻胀研究进展与前沿[J].农业工程学报,2020,36(22):120-132.
[5] KonradJM,MorgensternNR.Amechanistictheoryoficelensformationinfine-grainedsoils[J].CanadianGeotechnicalJournal,1980,17(4):473-486.
[6] 卢 松.冻结作用下寒区粉砂土水热迁移试验及数值模拟分析[D].哈尔滨:黑龙江大学,2020.
[7] XuJian,WangQinze,DingJiulong,etal.Frostheaveofirrigationcanalsinseasonalfrozenregions[J].Ad-vancesinCivilEngineering,2019(01):2367635.
[8] LiZhuo,LiuSirong,FengYouting,etal.Numericalstudyontheeffectoffrostheavepreventionwithdifferentcanalliningstructuresinseasonallyfrozengroundregions[J].ColdRegionsScienceandTechnology,2013,85:242-249.
[9] 王自力,李金峰,滕继东,等.基于未冻水膜压力判据的冻土水热力耦合冻胀模型研究[J].岩土工程学报,2023,45(05):997-1007.
[10] LiuQianqian,CaiGuoqing,ZhouChenxin,etal.Ther-mo-hydro-mechanicalcoupledmodelofunsaturatedfro-zensoilconsideringfrostheaveandthawsettlement[J].ColdRegionsScienceandTechnology,2024,217:12.
[11] ShiLianghong,LiShuangyang,WangChong,etal.Heat-moisture-deformationcoupledprocessesofacanalwithaberminseasonallyfrozenregions[J].ColdRe-gionsScienceandTechnology,2023,207:103773.
[12] 王 羿,王正中,刘铨鸿,等.寒区输水渠道衬砌与冻土相互作用的冻胀破坏试验研究[J].岩土工程学报,2018,40(10):1799-1808.
[13] WuDi,MaDonghe,WangChangming,etal.Frostheavedeformationandmechanism ofcanalwithhighgroundwatertableinseasonallyfrozenregion[J].Envi-ronmentalEarthSciences,2023,82:583.
[14] WangZhaoxi,CaoChen,YuQingbo,etal.Unevenfrostheavedeformationinwaterconveyancechannelsincold-aridregions:Experimentalevidenceandthermo-hydro-mechanicalcouplinganalysis[J].JournalofRockMechanicsandGeotechnicalEngineering,2025,17:7107-7126.
[15] 蔡正银,张 晨,朱 洵,等.高寒区长距离供水工程能力提升与安全保障技术[J].岩土工程学报,2022,44(07):1239-1254.
[16] JiangHaoyuan,ZhangMingyi,WangZhengzhong,etal.Fieldandnumericalinvestigationsofcanaldamagecharacteristicsandmechanismsundercoupleddrying-wettingandfreezing-thawingcycles[J].EngineeringGeology,2026,363:108587.
[17] 江浩源,王正中,刘铨鸿,等.考虑太阳辐射的寒区衬砌渠道水-热-力耦合冻胀模型与应用[J].水利学报,2021,52(05):589-602.
[18] 葛 辉,郭春香,张 蕾.基于规范考虑水分迁移下饱和正冻土的各向异性冻胀系数研究[J].水文地质工程地质,2025,52(04):255-263.
[19] PennerE.Themechanismoffrostheavinginsoils[J].HighwayResearchBoardBulletin,1959,225:1-22.
[20] 李宗利,姚希望,杨 乐,等.基于弹性地基梁理论的梯形渠道混凝土衬砌冻胀力学模型[J].农业工程学报,2019,35(15):110-118.
[21] 肖 ,王正中,吴 浪,等.寒区预制混凝土衬砌梯形渠道弹性冻土地基梁模型[J].水利学报,2023,54(02):244-253.
[22] 何鹏飞,侯光亮,董建华,等.梯形渠道衬砌冻胀破坏弹性地基板模型[J].农业工程学报,2022,38(23):91-100

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期:2026-02-20 修稿日期:2026-04-03
基金项目:冻土工程国家重点实验室开放基金项目(SKLFSE201801);渠道防渗衬砌冻胀破坏防控理论与关键技术研究项目(TGJKKHZX-2025KYXM0002)
作者简介:邹 健(1972—),男,高级工程师,主要从事水资源调度与管理工作。E-mail:634998849@qq.com
通讯作者:王正中(1963—),男,教授,主要从事工程力学及水工程安全理论与技术研究工作。E-mail:wangzz0910@163.com
更新日期/Last Update: 1900-01-01