北方寒冷地区水渠的地震动力响应特征

TV91; 冻土中的含水量和含冰量受温度直接影响,因此温度对季节性冻土的冻结层的力学性质有显著的影响.北方寒冷地区水渠的地震动力响应随季节变化会呈现出差异.该文运用冻土物理学、冻土力学、数值传热学、高等土力学及土动力学等基本理论,建立了北方寒冷地区水渠的水-热-动力耦合数学模型,并编制了相应的数值分析程序.最后,以北方寒冷地区某一监测输水渠道为例,对修建后第10年水渠在地震荷载作用下的2个典型时期的地震动力响应问题进行了数值分析.结果表明,当发生地震时,水渠加速度呈显著季节差异,渠底和渠顶加速度在温度环境最低时(1月15日)最大值分别为1.160、1.476 m/s2,在温度环境最高时(7月1...

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Published in农业工程学报 Vol. 34; no. 12; pp. 162 - 170
Main Authors 欧尔峰, 李双洋, 刘德仁
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 兰州交通大学土木工程学院,兰州,730070%中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室,兰州,730000 15.06.2018
Subjects
数值模型
frozen soil
冻土
温度
seismic response
季节
寒冷地区
numerical model
cold regions
temperature
season
canal
地震响应
渠道
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ISSN1002-6819
DOI10.11975/j.issn.1002-6819.2018.12.019

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Summary:TV91; 冻土中的含水量和含冰量受温度直接影响,因此温度对季节性冻土的冻结层的力学性质有显著的影响.北方寒冷地区水渠的地震动力响应随季节变化会呈现出差异.该文运用冻土物理学、冻土力学、数值传热学、高等土力学及土动力学等基本理论,建立了北方寒冷地区水渠的水-热-动力耦合数学模型,并编制了相应的数值分析程序.最后,以北方寒冷地区某一监测输水渠道为例,对修建后第10年水渠在地震荷载作用下的2个典型时期的地震动力响应问题进行了数值分析.结果表明,当发生地震时,水渠加速度呈显著季节差异,渠底和渠顶加速度在温度环境最低时(1月15日)最大值分别为1.160、1.476 m/s2,在温度环境最高时(7月15日)其最大值分别为1.360、1.785 m/s2;水渠速度无显著差异,渠底和渠顶的水平速度在1月15日最大值分别是0.145和0.149 m/s,7月15日其最大值分别是0.146和0.150 m/s;在地震结束后,水渠发生残余位移并呈倾斜分布,渠堤出现较大的相对位移,7月15日水渠最大位移为5.6 cm.该研究成果可为北方寒冷地区同类型工程的设计与维护提供参考.
ISSN:1002-6819
DOI:10.11975/j.issn.1002-6819.2018.12.019