俄羅斯雅庫(kù)特典型寒區(qū)水利工程穩(wěn)定性研究方法

魯?shù)婪颉じダ琢_維奇·張 著；戴長(zhǎng)雷，張兆廷，于 淼,5，王 羽 譯

(1.俄羅斯科學(xué)院西伯利亞分院麥爾尼科夫凍土研究所，俄羅斯 雅庫(kù)茨克 677010；2.黑龍江大學(xué)寒區(qū)地下水研究所，黑龍江 哈爾濱 150080；3.黑龍江大學(xué) 水利電力學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150080；4.黑龍江大學(xué)中俄寒區(qū)水文和水利工程聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 哈爾濱 150080；5.東北聯(lián)邦大學(xué)，俄羅斯 雅庫(kù)茨克 677000)

多年凍土地區(qū)的水利工程的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性是一個(gè)值得關(guān)注的問(wèn)題。溢洪道和涵洞的失穩(wěn)是造成大多數(shù)寒區(qū)水利工程事故的主要原因。通過(guò)對(duì)寒區(qū)水利工程溢洪道及涵洞的研究發(fā)現(xiàn)，大部分溢洪道和涵洞的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沒(méi)有考慮土壤的溫度應(yīng)力作用和凍融作用。這些作用具體表現(xiàn)為水分的遷移、冰的形成以及土壤礦物顆粒結(jié)構(gòu)的改變等，并受土壤溫度濕度狀態(tài)的季節(jié)循環(huán)和年循環(huán)的影響。

通過(guò)研究溢洪道與地基土的相互作用，發(fā)現(xiàn)凍土地基上建造的溢洪道夏季對(duì)土壤溫度影響的深度為4.0～5.0 m，冬季為7.0～8.0 m，壩趾下凍融層埋深為1.9 m。在非凍土地基上建造的溢洪道，使talik河的凍結(jié)深度達(dá)到3.0～3.5 m， 并使多年凍土層頂部埋深抬升至4.0～4.5 m。每年在壩趾下形成凍融土層的凍結(jié)溫度為-15～-17 ℃，直到8月中旬才解凍，9月底又開(kāi)始凍結(jié)。凍融層內(nèi)全年溫度變化范圍為0.7～1.2 ℃。由于凍土層本身具有隔熱與防滲帷幕的作用，地基上形成了新的溫度狀態(tài)。在涵洞側(cè)墻支撐結(jié)構(gòu)處出現(xiàn)了土體的剝落現(xiàn)象，這是引起溢洪道和涵洞結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的主要原因[1-2]。

對(duì)溢洪道和涵洞土體剝落的機(jī)理做出如下假設(shè)：隨著負(fù)溫期的開(kāi)始，水利工程溢洪道和涵洞的側(cè)墻溫度開(kāi)始逐漸降低。……