寒区水工建筑物护坡抗冰压力计算及应用方法研究

冰压力对寒区水工建筑物护坡来说是重要设计荷载之一。如何确定冰压力，一直是急需解决的水利技术难题，目前虽已提出了一些冰压力计算方法，但往往不符合实际冰推情况，难于用作护坡设计。因此，研究有理论支持的、符合实际冰推情况的冰压力计算理论和方法是十分必要的。本项研究基于断裂力学理论与方法，以水工建筑物冰层为研究对象，采用能量平衡准则，研究冰压力产生的过程中在冰层内累积能量率和冰体自身的断裂能量率，当二者达到平衡条件时，冰压力便达到极限值，可据此建立冰压力计算模式。该模式由于充分考虑了冰与护坡相互作用的物理参数、力学参数、环境条件等因素，故所给出冰压力计算的原理和方法，具有全新的理念和内涵，既能计算冰压力大小，又能获得冰压力产生的过程和冰压力谱。不仅是对冰压力计算方法的创新，而且还是对抗冰冻破坏理论的推动和发展,在寒区水利工程减少冰冻灾害及抗冰冻破坏防治措施等方面具有广阔的应用前景和重要的理论意义。