摘要 ：目前聚苯 乙烯板 已作 为渠道衬砌保 温材料(苯板 )被 广泛使 用，但在施 工时还 不能科 学地确 定渠道不 同 位置的苯板铺设厚度。针对在 内蒙古 河套地 区进 行 的渠道衬砌 防冻胀 现场试 验 ，采 用有 限元 分析软 件 AN． SYS分 析 了不 同厚 度 的保 温 板 对 渠 系建 筑 物 的温 度 场 、位 移 场 的 影 响 ，得 到 渠道 不 同位 置 处 的冻 胀 量 ，并 将 其 与 实测 数 据 比较 ，结 果较 为 一 致 。通 过 综 合 分 析 ，对 重 粉 质 壤 土 渠 道 给 出 了渠 道 不 同 部 位 合 理 的保 温 板 铺 设 厚度 ，从 而为渠道保 温板施 工提供 了技 术支持 。 关 键 词 ：聚 苯 乙烯 保 温板 ；温 度 场 ；位 移 场 ；数 值 模 拟 ；冻 胀 中 图 法 分 类 号 ：TV41 文 献 标 志 码 ：A 我 国北方 的几 大灌 区地 处 季 节 冻 土 区 ，大量 的渠 系水 工建 筑物 由 于基 土 冻 胀 问 题 而产 生 破 坏 。 目前 ， 就我 国 四大灌 区之 一 的 内蒙 古 河 套 地 区 而言 ，一 些 地 段虽 铺设 了聚 苯 乙烯保 温 板 ，但 还 不 能 明确 地确 定 不 同位 置 的铺 设 厚 度 ，只 是 盲 目地 使 用 ，造 成 极 大 的浪 费 。这 主要是 因为 没有 彻底搞 清渠 道冻 融破 坏 的 内在 原 因 ，不 能有效 地采 取 防冻胀 措施 ，只是 被 动地进行 防 护 。对 于渠道 冻胀 问题 的理 论 求解 ¨ ，有 限 差分 法 和 有 限元法 是 普 遍 采 用 的 两 种 数 值 计 算 方 法 。在 渠 道冻 胀研 究领 域 ，有 限差 分法 局 限于规则 的网格划 分 ， 对单 元本 身特 性不 予考 虑 ，因 而使 其 应 用 受 到相 应 限 制 ，目前 主要用 于一 维 问题 的求解 ，对边 界条 件复 杂 的 渠道 冻胀 问题 仍然难 以计 算 。有 限元法 克服 了有 限差 分法 的缺 点 ，能 够灵 活地 考虑 各种 边界条 件 ，在计算 渠 道冻 胀 问题 方 面显 示 出极 大 的优 越性 ，因此本 文 在 渠 道冻 胀 问题 的计算 中采用 了这 一方 法 。 1 工程 应用实例 及分析 1．1 工 程概 况 内蒙古 河套 灌 区西济 支渠位 于黄 河河套 沉积 平原 区 ，地 势南 高北低 ，地 面高程 在 1037．4～1034．4m之 间 ，地 面坡 降为 1／3000 ～1／4000，土地较 平整 。西 济支 渠梯形 渠道 的混 凝土衬 砌 断面及 其冻 土实测 数据 分 别见 图 1和表 1。

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