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摘要
为克服传统预制U形混凝土衬砌渠道过早开裂和渠基土冻胀作用下发生的严重冻胀破坏问题，提出了混凝土-PE结合U形衬砌渠道，使用有限元数值模拟的方法，该结构将渠道分为两部分，将混凝土与PE结合，渠道上部分冻胀荷载较小的部位使用预制混凝土板，渠道下部分冻胀荷载较大的部位使用PE。将渠道下部分PE高度与渠道上部分混凝土高度之间的比值定义为PE相对使用量，以PE相对使用量为变量，探究了混凝土-PE结合U形衬砌渠道的应变、最大位移以及开裂荷载、破坏荷载随PE相对使用量变化而变化的趋势。有限元数值模拟结果表明，随着PE相对使用量增大，混凝土-PE结合U形衬砌渠道的应变、最大位移均增大；当α≥1.50时，衬砌渠道通过发生较大的位移变形，渠道开裂荷载和破坏荷载均大于预制U形混凝土衬砌，能够提高衬砌渠道的抗冻胀能力。
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