多種U型渠道水力最優(yōu)斷面及應用.pdf

1、襯砌渠道有各種各樣的斷面形式，為了適應不同斷面形式的裝配式襯砌渠道的發(fā)展和應用，本文采用拉格朗日乘子法建立水力最優(yōu)斷面的數(shù)學模型，利用渠道均勻流的曼寧方程式，對U型渠道的四種斷面形式（弧斜邊形、橢圓直線形、拋物線形、懸鏈線形）水力最優(yōu)斷面進行了推導，得到當四種斷面形式取得水力最優(yōu)斷面時，斷面參數(shù)之間的關(guān)系。然后對四種斷面形式的水力最優(yōu)斷面進行典型設(shè)計，使用對比優(yōu)選的方法，得到設(shè)計時的最優(yōu)排序，經(jīng)對比可知:在設(shè)計時若以水力最優(yōu)斷面為基礎(chǔ)，

2、對四種U型渠道進行設(shè)計，在同一水流條件下（即過水流量，渠道縱向坡度，渠道糙率相等），圓弧斜邊形渠道的過水斷面面積最小，懸鏈線渠道的過水斷面面積最大;懸鏈線渠道的過水斷面水深最大，橢圓直線形渠道斷面開挖深度最小;懸鏈線形渠道的斷面水面寬度最大，圓弧斜邊形渠道的斷面水面寬度最小。同時也可以得到如下結(jié)論:懸鏈線形渠道斷面過水斷面面積、水深、水面寬度均為最大，在實際應用中不推薦使用（特殊情況除外）;圓弧斜邊形、橢圓直線形渠道各有各的優(yōu)勢，若工程

3、項目要求節(jié)約土地、減少土方開挖，優(yōu)先推薦使用圓弧斜邊形渠道，若工程項目開挖深度上有限制，優(yōu)先推薦使用橢圓直線形渠道。
　　各種斷面的U型裝配式渠道在應用時也同時需要在渠道縱向上進行設(shè)計，要求渠道在設(shè)計條件下工作時，渠道不發(fā)生沖淤或沖淤平衡且流態(tài)穩(wěn)定。但是在應用中U型裝配式渠道常因各種原因產(chǎn)生槽片間錯動，造成渠道流態(tài)不穩(wěn)發(fā)生沖淤，因此防止槽片錯動也是也成為本文研究應用的重點。為減少槽片間錯動，增強裝配式渠道的整體性，本文參考市政工程