地震對北方寒冷地區水渠的影響

中國是世界上第三大凍土國，季節凍土區分布於東北、華北、西北等地區，約佔國土面積的53.5%。同時，中國地震斷裂帶十分活躍，西北和華北地區在多條地震帶上。因此，中國北方寒冷地區水渠工程建設，不僅要考慮凍土的特殊性，還要考慮地震作用的影響，以保證生命線工程水渠在地震之後能正常運行。

季節的更替變化引起氣溫的變化，而溫度直接影響凍土中的含水量和含冰量，導致季節性凍土凍結層的力學性質存在顯著的季節差異。那麼，北方寒冷地區水渠的地震動力響應會隨季節變化呈現出差異嗎？該文運用凍土物理學、凍土力學、數值傳熱學、高等土力學及土動力學等基本理論，建立了北方寒冷地區水渠的水-熱-動力耦合數學模型，並以一監測輸水渠道為例，進行水渠地震動力響應季節特徵分析。

研究表明，當發生地震時，水渠加速度呈顯著季節差異，渠底和渠頂加速度在溫度環境最低時（1月15日）最大值分別為1.160、1.476 m/s2，在溫度環境最高時（7月15日）其最大值分別為1.360、1.785 m/s2；水渠速度無顯著差異，渠底和渠頂的水平速度在1月15日最大值分別是0.145和0.149 m/s，7月15日其最大值分別是0.146和0.150 m/s；在地震結束後，水渠發生殘餘位移並呈傾斜分布，渠堤出現較大的相對位移，7月15日水渠最大位移為5.6 cm。

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