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冰害现状及防冰与融冰技术应用背景
  •       在寒冷地区,冰作用于水工建筑物冰荷载有静冰压力、冰拔力、冰爬力。冰与水工结构相互作用的过程是涉及诸多因素的一种复杂现象,基于环境温度、水工建筑物几何形状、大气温升速率、阳光照射角度、水库水位变幅等因素的不同,任何一种或几种混合破坏模式都有可能发生。众所周知,冰害(型式多种多样)是寒冷地区水工建筑物破环的重要因素。

     

    一、静冰压力:静冰压力是在水库水位没有太大变化的条件下,由于冰层膨胀产生的静冰压力,静冰压力随着冰层厚度、温升速率的不同而发生变化,但往往静冰压力是很大的,是对水工建筑物、闸门造成破坏的主要作用力。

    《水工建筑物抗冰冻设计规范》(GB/T50662-2011

    D.2.1给出了冰层升温膨胀时水平方向作用于坝面或其他宽长建筑物上的静冰压力值。冰层升温膨胀时水平方向作用于坝面或其他宽长建筑物上的静冰压力值

    摘录自《水工建筑物抗冰冻设计规范》(GB/T50662-2011)表D.2.1

    冰厚δ

    0.4

    0.6

    0.8

    1.0

    1.2

    静冰压力PkN/m

    85

    180

    215

    245

    280

    二、冰拔力:冰拔破坏是指冰层和水工建筑物护坡、保护层冻结在一起时,水库水位上升或下降时对水工建筑物造成的破坏。由于水工建筑物的护坡、保护层表面比较粗糙,使得冰与其粘接强度更大,当冰层较厚、水位产生变动时,会产生很大的冰拔力,当冰拔力大于护坡、保护层与基础的粘接强度时,造成了护坡、保护层的破坏。如:BEJSK水利枢纽拱坝保温层破坏。

    三、冰爬力:冰膨胀遇到约束时,沿水工建筑物表面爬升所产生的力。冰爬力的大小与冰层厚度、建筑物表面倾角、几何形状有关。冰爬力也是水工建筑物主要冰害。