[发明专利]一种抗冻拔验算方法及装置

权利要求书

1.一种抗冻拔分析方法，其特征在于，包括：

对坝坡面板进行受力分析，确定所述坝坡面板所受到的静冰压力；

获取冻土温度，根据所述冻土温度得到冻胀力的切向分力；

基于所述静冰压力和所述冻胀力的切向分力确定面板总冻拔力；

根据所述面板总冻拔力计算等效附加力矩；

基于所述面板总冻拔力和所述等效附加力矩对所述坝坡面板进行抗冻拔分析；

所述对坝坡面板进行受力分析，确定所述坝坡面板所受到的静冰压力的步骤，包括：

基于指定条件下的水库温度、库水位固定时间计算得到冻结指数；

基于所述冻结指数和冰的属性参数计算得到冰层厚度；

基于所述冰层厚度和预设表格计算静冰压力；其中，预设表格包含有平均静冰压力与冰层厚度的对应关系；在针对不同类型的水库时，所述平均静冰压力与所述冰层厚度具有不同的对应关系，单位长度上的静冰压力表示所述平均静冰压力，所述平均静冰压力的作用点位于冰面以下冰层厚度的1/3处；

基于所述冰层厚度和预设表格计算静冰压力，包括：

根据水库的类型，确定与所述类型对应的预设表格；

根据所述冰层厚度，以及与所述类型对应的预设表格确定所述平均静冰压力；

将所述平均静冰压力与冰层作用在坝坡面板上的长度的乘积结果确定为所述静冰压力；

所述基于所述静冰压力和所述冻胀力的切向分力确定面板总冻拔力的步骤，包括：

根据所述静冰压力计算第一面板冻拔力；

根据所述冻胀力的切向分力计算第二面板冻拔力；

根据所述第一面板冻拔力和所述第二面板冻拔力得到面板总冻拔力；

所述基于所述面板总冻拔力和所述等效附加力矩对所述坝坡面板进行抗冻拔分析的步骤，包括：

基于所述面板总冻拔力对所述坝坡面板进行抗拔移分析，得到所述坝坡面板的位移分析结果；

基于所述等效附加力矩对所述坝坡面板进行抗压强度分析，得到所述坝坡面板的冻拔强度分析结果；

所述基于所述等效附加力矩对所述坝坡面板进行抗压强度分析，得到所述坝坡面板的冻拔强度分析结果的步骤，包括：

根据所述等效附加力矩计算冻拔应力；

判断所述冻拔应力是否大于等于所述坝坡面板的抗拉强度值；

若所述冻拔应力大于等于所述坝坡面板的抗拉强度值，则将冻拔强度分析结果确定为所述坝坡面板发生冻拔强度破坏；

若所述冻拔应力小于所述坝坡面板的抗拉强度值，则将冻拔强度分析结果确定为所述坝坡面板未发生冻拔强度破坏；

所述根据所述等效附加力矩计算冻拔应力的步骤，包括：

根据所述静冰压力的法向分力计算平均法向冻胀力；其中：平均法向冻胀力q的计算公式为：

式中：q为平均法向冻胀力，单位为kPa；G为坝坡面板的重力，单位为kN；L为坝坡面板的斜向长度，单位为m；α为坝坡面板与水平面的夹角，单位为度；P_i1为静冰压力的法向分力，单位为kN；P_w为静水压力，单位为kN；P_i2为静冰压力的切向分力，单位为kN；F_f为坝坡面板与未冻土之间的静摩擦力，单位为kN；τ为冻胀力的切向分力，单位为kPa；h为坝坡面板的厚度，单位为m；m为静冰压力作用点以上的坝坡面板斜向长度占总长度的比例；n为水库水位以上的坝坡面板斜向长度与总长度的比值；

根据所述平均法向冻胀力和所述等效附加力矩计算弯矩；

根据所述弯矩和所述面板总冻拔力计算冻拔应力。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述静冰压力计算第一面板冻拔力的步骤，包括：

基于所述静冰压力的切向分力和冰层与面板的粘结面积计算冰层升温膨胀在冰层与坝坡面板粘结处产生的切应力；

基于所述切应力计算得到第一面板冻拔力。