弧底梯形渠道抗冻胀结构优化与数值模拟

• 作者: 安鹏 张爱军 程大伟 赵磊 邢义川
• 来源期刊: 灌溉排水学报
• 学科: 农学
• 关键词: 渠道 结构优化 抗冻胀设计 数值模拟
• 年，卷（期）: 2017,（11）
• 页码范围: 56-62
• 页数: 7页
• 分类号: S277|TV91
• 字数: 5797字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13522/j.cnki.ggps.2017.11.011

摘要

在季节性冻土地区,弧底梯形渠道属于抗冻胀结构之一,但其设计方法仍依靠经验和规范,设计结构易发生冻胀破坏,为此提出了结构优化的方法进行渠道设计.该方法包括构建结构优化数学模型和"冻土-衬砌结构"简化算法二方面内容.首先以渠道造价为目标函数,以实用经济断面、衬砌体拉应力和法向位移为约束,建立结构优化数学模型.其次采用"初始冻胀位移"模拟高度非线性的法向冻胀力,通过定义摩尔库仑摩擦单位模拟冻土与衬砌间的相互作用,最后基于ANSYS的APDL语言的二次开发建立参数化模型进行结构优化.通过实际工程的结构优化表明,在最不利气象和水文地质条件下,优化后的断面可保证渠道不产生裂缝;同时节约土地面积207 m2/km,衬砌厚度减小0.3 cm.提出的方法可用于弧底梯形渠道结构计算和优化设计,可以获得运行安全、造价合理的断面尺寸.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	邢义川		58	735	15.0	25.0
2	赵磊		9	8	1.0	2.0
3	安鹏	长安大学地质工程与测绘学院	11	48	4.0	6.0
4	程大伟	长安大学地质工程与测绘学院	14	26	3.0	4.0