对HY—固化土渠道在其全断面现浇和边坡铺块渠底现浇段各布设1 处地下水埋深、冻深、冻胀量、冻裂缝等观测设施,观测衬砌渠道因冻胀引起的变形破坏情况。
(一)地下水位观测成果
地下水位观测从1999年11月15日~2000年4月15日,共取得观测数据60 组。观测结果详见表7-6,地下水埋深过程线见图7-2。
表7-6 1999~2000年渠道地下水埋深观测成果 (单位:m)
观测资料表明,封冻前11月15日地下水埋深:现浇段为1.02m,预制段为0.75m;在冻结期间地下水呈下降趋势,2月10日~3月10日,地下水埋深为:现浇段2.01~2.11m,预制段1.87~1.98m;到3月15日地下水埋深最大:现浇段为2.12m,预制段为2.00m;4月15日解冻后地下水埋深:现浇段为2.02m,预制段为1.91m。
(二)冻深观测成果
冻深观测从1999年11月15日~2000年4月15日,共取得观测数据420 组。渠道各部位最大冻深观测结果详见表7-7,渠道各部位冻深过程线见图7-3。
图7-2 1999~2000年冻结期东一支渠地下水埋深过程线
表7-7 1999~2000年渠道最大冻深观测成果 (单位:cm)
观测资料表明:边坡由上至下冻深逐渐减小;现浇段的冻深大于预制段的冻深;阴坡的冻深大于阳坡的冻深;边坡的冻深大于渠底的冻深。
(三)冻胀量观测成果
冻胀量观测从1999年11月15日~2000年4月15日,共取得观测数据1 080组。渠道各部位最大冻胀量观测结果详见表7-8,渠道各部位冻胀量过程线见图7-4。
表7-8 1999~2000年渠道最大冻胀量观测成果 (单位:cm)(www.xing528.com)
冻胀观测资料分析表明:
(1)预制板衬砌段冻胀量大于现浇段。分析其原因,现浇段其厚度大于预制板段,其整体性好,抵抗力强。
(2)阴坡冻胀量大于阳坡的冻胀量说明温度变化与冻胀量变化有直接关系。最大冻胀量发生在2月中旬~3月上中旬,位置在边坡下部1/6~1/3坡长处。
图7-3 冻结期东一支渠阴、阳坡上、中、下部和渠底冻深过程线(1999~2000年)
(a)阴坡上部;(b)阴坡中部;(c)阴坡下部;
(d)阳坡上部;(e)阳坡中部;(f)阳坡下部;(g)渠底
(3)当产生冻胀变形时,消融后能够自然回位。经3年冻融循环,东一支渠现在坡面平整无冻胀顶托破坏现象。
(4)土壤固化剂与土拌和而成的砌体与底部土壤的和易性好,导热系数基本相同,所以冻胀变形小且复位好。而土壤固化剂与砂子的制块,冻胀变形比混凝土砌块来得快而且严重,说明冻胀既与水的作用有直接关系,又与不同材料有关。
图7-4 东一支渠阴、阳坡上、中、下部及渠底中部冻胀量过程线(1999~2000年)
(a)阴坡上部;(b)阴坡中部;(c)阴坡下部;
(d)阳坡
上部;(e)阳坡中部;(f)阳坡下部;(g)渠底
(5)土壤固化剂在地上渠衬砌中采用能较好地适应冻胀变化。西济支渠右五斗经3年运行,渠坡未发生变形,只在个别渠段的渠底有轻微变形。
(6)对1999年11月15日~2000年2月29日21 次观测数据及观测情况进行分析、整理,预制段在渠底最大冻胀量9.8cm、阴坡下部最大冻胀量7.4cm 的情况下,HY—固化土预制块砌体裂缝沿渠道横断面方向有规则的排列,裂缝宽度随冻胀量增大而增大,最大裂度宽度为2cm。但砌体的整体性比较好,没有发生局部隆起或砌体错位及射线状的裂缝现象。与混凝土对比段比较,固化剂砌块间的冻裂缝隙及隆起程度均比较小,说明HY—固化剂适应冻胀变化的能力强于混凝土。
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