瀑布沟大坝防渗墙应力分布特性及机理探讨

瀑布沟水电站大坝为砾石土心墙堆石坝，坝基为深厚河床覆盖层，最大深度达到75.36 m。坝基覆盖层防渗采用两道各厚1.2 m的全封闭式混凝土防渗墙。为了探讨防渗墙的应力分布特性，首先，根据瀑布沟水电站大坝施工期应变监测成果，综合分析墙体应变变化分布特征；其次，基于混凝土徐变和应力松弛理论，应用松弛法将混凝土应变转换为应力；最后，综合各相关影响因素对防渗墙应力分布机理进行探讨。结果表明：偏应变所占比例基本上在5%以内，施工期防渗墙未出现较大偏心受压的情况；防渗墙最大压应力发生在墙体中部，其量值为顶部和底部的7～9倍；影响防渗墙应力分布的主要原因是墙体和河床覆盖层不均匀沉降（变形不协调）而产生的负摩阻力。分析指出：在防渗墙的结构设计中应重点考虑负摩阻力的影响。     

桩基施工对向阳闸防渗墙应力变形影响研究

根据三维弹塑性应力应变仿真数值计算分析各种施工工况条件下防渗墙应力应变变化等特征,分析评价桥梁桩基施工对向阳闸防渗墙稳定的影响。结果表明:防渗墙的上下游两侧同步进行施工,由河床中心向两岸逐步施工对防渗墙影响较小,水平变形仅为3 mm,最大沉降为8 mm,防渗墙上下差异沉降仅为0.2 mm,对防渗墙安全影响较小。     

堆石坝心墙内增设加固防渗墙的结构特性研究

某高心墙堆石坝的心墙发生渗漏后,设计人员考虑在心墙内沿坝轴线方向增设一道塑性混凝土防渗墙进行防渗加固。对加固后的坝体及防渗墙进行了三维有限元计算,分析实际加固施工和蓄水过程中坝体及防渗墙的应力应变特性以及墙体与相邻土料的变形协调情况。计算结果表明,水位变化使防渗墙产生顺河向水平挠度,是引起坝体及防渗墙变形的主要原因,但对坝体的应力影响不大;坝轴线中部的防渗墙是薄弱环节,设计时应加强其抗弯性能;防渗墙与相邻心墙土料的相对位移值在允许范围内。     

土质心墙坝防渗墙顶部土体剪切带模拟研究

由于混凝土防渗墙的压缩模量远远高于其两侧土体，导致墙体两侧土体的沉降远大于墙体本身，防渗墙顶部土体内部出现沉降量急剧变化的剪切带。鉴于剪切带模拟方法的复杂性，提出预设剪切面单元模拟剪切带变形的计算方法，用以模拟土体出现剪切破坏时的滑移特征，解决刚性结构顶部土体剪切变形的模拟计算问题，并将该方法应用于沟埋式涵洞顶部土压力计算。研究表明：计算成果与模型试验规律基本一致；该方法较好揭示了防渗墙上部土体的剪切变形特征，其计算的防渗墙顶部竖向平均应力值与常规方法相比减小30.43%,可较好解决防渗墙计算应力比实际监测值偏大的问题。     

于桥水库混凝土防渗墙应变观测资料分析

介绍了于桥水库混凝土防渗墙监测仪器的布设，监测资料的处理，监测资料的计算，防渗墙混凝土应力的计算。最后得出以下结论：防渗墙混凝土产生的应变中包括了应力应变和自生体积应变。自生体积变形在总变形中占有一定比重，特别是施工初期更明显。防渗墙采用的膨胀混凝土有利于防渗作用。混凝土防渗墙主要承受压应力，应力数值不在，受力条件较好，因而防渗墙工作是安全，正常的。     

合溪水库心墙坝防渗墙施工期观测资料分析

介绍了合溪水库粘土心墙砂砾石坝防渗墙变形观测仪器设置,通过对变形观测资料的分析,揭示了大坝施工期防渗墙倾斜位移变形、应力应变、渗流压力的变化规律,为该坝的成功截流提供了有力保障。     

仁宗海水库大坝坝基防渗墙在坝体填筑期间的监测资料分析

分析了仁宗海水电站悬挂式混凝土防渗墙在坝体填筑期间的墙体挠度、墙体上下游不同高程的渗压变化及墙体沿深度的垂直向应变规律,认为墙体挠度与坝体填筑有关,受坝体自重产生的水平推力作用影响明显;防渗墙防渗效果良好,但存在渗流绕过墙底向下游渗透;竖向荷载及墙侧摩阻力对防渗墙应变空间分布特征有较大影响,浅部墙体垂向应变为拉应变,随着墙体深度增加,拉应变减小并转化为压应变,最大应变出现在墙底附近,表现为受压。     

混凝土防渗墙在土石坝工程中的应用与发展

对混凝土防渗墙在浙江省土石坝工程的应用与发展进行了介绍，并根据浙江省众多此类工程的应力应变计算成果、混凝土弹性模量与强度的取用等资料，强调了工程设计应依据防渗墙与周围土体的变形协调性能和边界条件，对墙体混凝土应选择不同的弹性模量进行应力应变计算分析。针对混凝土强度及其弹模特性，应在满足应力应变的前提下，重视混凝土耐久性等特性，确定最优的墙体强度及相对应的弹性模量。     

基于土石坝防渗墙应力变形有限元数值模拟研究

文章结合相关文献和资料对Goodman单元理论进行了优化改进,利用有限元数值模拟法对贵州市某土石坝防渗墙加固水库工程的应力变形进行模拟计算,并模拟分析了防渗墙与土体之间的接触面特征;然后分别针对正常蓄水位和校核洪水条件下的防渗墙横向应力应变进行求解和确定,分析对比了实测值与计算值之间的差异并验证了该方法的可行性与准确性;研究成果可为防渗前提在水利工程除险加固中的应用提供一定参考和依据。     

高土石围堰复合土工膜与防渗墙联接型式研究

复合土工膜与防渗墙联合作为围堰防渗体系,其联接部位处容易产生破裂而存在安全隐患,接头部位是该防渗体系的薄弱环节。因而,需开展土工膜与防渗墙联接型式的研究,避免复合土工膜因防渗墙与堰体的变形差异而产生破坏,确保围堰整个防渗体系的安全。以西部某水电站高土石围堰为例,采用有限元分析方法,重点研究了防渗墙与堰体联接部位土工膜的受力及变形规律,以及深厚覆盖层上高土石围堰的整体应力变形规律。结果表明:当土工膜与防渗墙之间采用不同联接型式时,对堰体和防渗墙的应力变形影响较小,但对防渗墙与堰体间位移差异和土工膜应变有显著影响。如土工膜采用平直铺设,则沉降错动会使得接头部分土工膜产生较大的拉应变。随着土工膜平铺段位置的抬高,接头处的土工膜应变大幅减小,受力较为有利。由此可知,将土工膜竖直抬高一定距离后再进行平直铺设是合理的,最终应结合室内拉拔试验成果,确定上覆土层的临界厚度。     

三峡二期围堰垂直防渗墙的应变形态

三峡二期围堰混凝土防渗墙的应力应变分析涉及到数值分析的接触算法,其难度不仅在于接触算法本身,而且在于土与结构的接触本构规律.以三峡二期围堰监测资料为依据,介绍了围堰防渗墙的应变、变形过程及规律,在假定防渗墙为弯压结构的前提下,给出了防渗墙应变与变形的关系,从而比较全面真实地给出了墙体典型断面的应变形态.该成果对于正确理解结构与土相互作用机理、分析数值分析接触算法的合理性具有参考意义.     

混凝土防渗面板浆砌石重力墙堆石坝安全监测分析

根据浙江省某水库安全监测资料,分析了新建混凝土重力墙与原防渗面板缝隙变形规律,评价了增设混凝土重力墙和坝基采用帷幕等工程措施后大坝渗流状况,揭示了混凝土防渗面板浆砌石重力墙堆石坝渗流特点.     

地下连续墙与止水帷幕共同作用下富水砂层深基坑变形性状

研究富水砂层地下连续墙深基坑变形特性对深基坑工程实践具有重要指导意义。以某车站地下连续墙深基坑工程为依托,通过数值模拟和现场实测方法研究降水渗流作用下富水砂层地下连续墙深基坑施工变形性状及其影响因素。研究结果表明:地下连续墙水平位移曲线分布随开挖深度加深由“斜线”形—“弓”形—倒“V”形演变,墙体最大水平位移U_x,max及其位置深度H_x,max与开挖深度h_e符合线性关系,最大水平位移约为(0.048%～0.082%)h_e,其深度位置约为(0.60～1.20)h_e;地表竖向位移曲线分布沿横向水平距离呈凹槽形,沉降槽随开挖深度增加而变宽、加深,沉降变形显著影响区为(1.0~1.5)h_e,距坑边(1/3~1/2)h_e处地表沉降最大;考虑地下连续墙与止水帷幕共同作用的富水砂层深基坑变形与实测结果更为吻合,且帷幕隔水和挡土作用对基坑变形影响显著;地下水位上升、砂层厚度加深均引起墙体水平位移和地表竖向位移增大,当风化砂岩层渗透系数较大时,渗透系数增加对坑外地表竖向位移的影响较墙体水平位移显著,合理的止水帷幕深度及间距参数有利于控制基坑变形和保持稳定性。     

第八届中国土工合成材料会议论文：刚性基础上双级土工格栅加筋土挡墙性状研究

以刚性基础上双级土工格栅加筋土挡墙为工程依托进行了现场原型试验研究，分析了施工期及竣工后1.5a期间各级挡墙加筋体底部竖向土压力、墙面板背部侧向土压力和土工格栅拉筋应变分布规律。试验结果表明：刚性基础上加筋体底部垂直土压力沿筋长方向由均匀等值分布变化到呈曲线型分布，最大值靠近墙面位置。柔性基础上加筋体底部垂直土压力沿筋长呈非线性分布，最大值靠近拉筋尾部。竣工后加筋体底部垂直土压力分布形式基本不变。施工期间加筋土挡墙墙背侧向土压力沿墙高呈曲线分布，且随上覆填土厚度的增加而增大，数值增长速率逐渐减小。墙背侧向土压力大小远小于主动土压力，竣工后其值随时间延续逐步减小。施工期各测试层位拉筋应变基本上随上覆填土厚度的增加而增大，应变沿筋长方向呈双峰值的非线性分布，各测试层位土工格栅拉筋实测应变最大值均小于0.4%，竣工后拉筋应变基本无明显变化。试验结果可以为类似结构工程提供参考。     

山湖水库大坝除险加固防渗设计

通过对山湖水库土坝除险加固防渗方案比选,设计采用了多头小直径搅拌桩防渗墙加固方案,并对该方案进行了布置与设计。经计算分析,在各种计算工况下,大坝下游坝坡最大出逸渗透坡降较加固前减小,为0.28,小于土的允许渗透坡降0.49,大坝渗透稳定满足规范要求,防渗效果明显。实施后监测结果：防渗墙后各观测点坝体渗流压力（水位）较同期的库水位均有明显下降,且波动较小,防渗墙起到了较好的效果,证明设计方案合理。     

复合土工膜与防渗墙连接的大型剪切试验研究

围堰工程中常用复合土工膜连接防渗墙作为防渗体系,其连接部位的土工膜常会出现结构性破坏而造成集中渗漏现象。依据高土石围堰防渗体系中复合土工膜的受力特点,利用自主研制的低摩阻叠环式双向静动剪切试验机,考虑土工膜无伸缩节、普通竖向伸缩节和U型槽伸缩节3种连接型式,构建复合土工膜与防渗墙接头的结构模型,开展复合土工膜与防渗墙连接的大型剪切试验,研究不同连接型式下复合土工膜的受力变形机理。结果表明:①无伸缩节、普通竖向伸缩节和U型槽伸缩节3种连接型式下,复合土工膜的应变均随着剪切位移的增大逐渐增大,随着距防渗墙距离的增大逐渐减小;②3种连接型式下模型土体的应力-应变关系变化趋势基本一致,峰值应力变化不大;③无伸缩节连接时,靠近防渗墙位置土工膜的峰值应变为4×10^-3,普通竖向伸缩节连接时,相同位置处土工膜的峰值应变为3.5×10^-3,设置U型槽伸缩节后峰值应变为6.51×10^-4,与前2种连接型式相比,U型槽伸缩节较大程度地降低了土工膜的峰值应变,可以有效解决复合土工膜在防渗墙接头处的应变集中问题。研究成果可为高土石围堰工程防渗体系的设计和施工提供依据。     

三峡二期下游土石围堰基坑限制性抽水期间安全监测预报

以三峡二期下游围堰基坑限制性抽水期间的大量观测数据为依据，分析了围堰堰体和防渗墙在土压和水压等作用下的受力和变形情况，指导基坑有计划地进行抽水，为工程安全提供必要的信息。     

惠州抽水蓄能电站水库渗漏条件分析

在对惠州抽水蓄能电站库区工程地质条件进行详细调查的基础上,采用现场试坑注水和钻孔注水、压水试验等方法了解岩土体的透水性。分析表明上下、水库均存在库水外渗条件,且上水库渗漏问题比较突出。库水外渗主要沿通往库外的断裂构造与强风化带连通形成的渗漏通道渗漏。建议采取截渗墙结合帷幕灌浆作垂直防渗体为主的防渗措施,同时充分利用坡积土和全风化带作为水平防渗铺盖以减少防渗处理工作量。