(复合)土工膜防渗土石坝饱和-非饱和渗流特性

分别采用完全饱和渗流及饱和 非饱和渗流有限元计算理论,对(复合)土工膜防渗土石坝进行渗流场仿真分析,重点研究土工膜等效处理时不同厚度放大倍数下大坝渗流场变化规律,同时结合坝体土石料不同渗透特性,计算得到大坝渗流量和浸润线与土工膜厚度放大倍数之间的关系,并比较了按完全饱和渗流理论与饱和 非饱和渗流理论计算结果的差别。结果表明:在坝体土石料渗透特性相同的情况下,土工膜不同厚度放大倍数时浸润线仅在土工膜等效区有较大差别,在膜后坝体部位基本保持不变;大坝渗流量与土工膜厚度放大倍数及坝体填料的渗透特性相关,按饱和渗流理论计算所得的大坝渗流量大于按饱和 非饱和渗流理论计算得到的渗流量。     

土石坝防渗(复合)土工膜缺陷及其渗漏问题研究进展

在国内外众多土石坝采用(复合)土工膜防渗的工程背景下,分析了坝面或坝内土工膜缺陷的类型及产生缺陷的原因。归纳总结了国内外已有(复合)土工膜缺陷渗漏问题的研究成果,认为现有研究成果不适用于解决高土石坝复合土工膜的缺陷渗漏问题。同时认为高土石坝复合土工膜的缺陷演化规律、缺陷渗漏对坝体渗流场分布及对大坝安全的影响,以及如何采取有效的限渗减漏措施预防和减小缺陷渗漏量,已成为高土石坝复合土工膜防渗工程发展的瓶颈。为此,建议对复合土工膜的缺陷渗流特性进行试验研究,同时采用理论分析、数值模拟和工程实例反馈分析等手段对土石坝中复合土工膜的缺陷渗流及缺陷演化等相关问题进行系统研究,以便为复合土工膜防渗高土石坝的渗漏安全评判、预防及修复等方面起到理论指导作用。     

土石坝渗流分析及控制措施综述

由于渗流破坏而造成土石坝失事的比例占到35％左右,在土石坝设计中进行渗流分析是有效降低土石坝渗漏破坏、布设防渗措施的重要方面。从研究土石坝渗流分析方法的演变过程入手,文章分析了土石坝的渗流破坏形式,综合国内外相关经验,阐述了土石坝渗流控制的一些措施并进行了总结。     

土石坝渗流破坏及其控制措施

随着社会经济的发展,水利工程建设的规模在不断扩大。因而水利工程中挡水建筑物也变得越来越重要。土石坝作为挡水建筑物中运用比较广泛的建筑物,其渗流破坏问题显得越来越重要。根据国内外大量失事大坝资料证实,由渗透破坏引起的土石坝事故占到四成以上,因此渗流问题是影响土石坝安全的主要因素。文章对渗流破坏机理进行分析,提出了增设黏土斜墙、水平黏土铺盖、截水槽;坝体灌浆;垂直（塑性）混凝土板墙、垂直铺塑防渗;增做反滤排水棱体及砂石导渗漏;培坡、削坡、干砌固脚、衬砌护坡;压渗与排渗暗管;加强堤坝白蚁防治;提高防洪标准等处理措施,并阐述了坝体灌浆施工技术。     

土石坝应用土工膜防渗设计的几个问题

本文就土石坝应用土工膜进行坝体防渗，对其透水性及渗漏量、土工膜防渗层与坝体间的作用、土工膜厚度的计算方法作了介绍，可供土石坝应用土工膜防渗设计参考。     

土石坝土工膜防渗方案的计算分析

采用邓肯张材料本构模型和渗流的流固耦合方法对土石坝复合土工膜防渗问题进行了计算和分析。主要分析了复合土工膜作为土石坝的防渗体时,坝体在竣工期和稳定渗流期能否满足安全要求,土工膜能否有效降低坝体内的浸润线,并对土工膜面板防渗方案和心墙防渗方案进行对比。结果表明,土工膜做为防渗体能够使大坝满足安全运行的要求,土工膜心墙防渗方案在应力应变和防渗方面要优于土工膜面板防渗方案。     

土石坝渗透破坏及其控制措施

随着国家经济的持续发展,水利工程建设的规模也在不断扩大,其中挡水建筑物也变得越来越重要。土石坝在挡水建筑物中的运用非常广泛,其渗流破坏问题也就显得至关重要,相关资料显示,由于渗透破坏引起的土石坝事故约占30%,因此渗流是影响土石坝安全的主要因素。本文对渗流破坏机理进行了分析,并提出了渗流控制的基本内容和控制措施。     

土石坝应用土工膜防渗设计的几个问题

本文就土石坝应用土工膜进行坝体防渗，对其透水性及渗漏量、土工膜防渗层与坝体间的作用，土工膜厚度的计算方法作了介绍，可供土石坝应用土工膜防渗设计参考。     

土石坝土工膜渗透特性研究及应用

土工膜,特别是聚氯乙烯(PVC)土工膜,是半个多世纪以来用于大坝防渗的一种环保型修复技术.然而,土工膜土石坝的渗流计算尚未从理论上进行研究.土工膜的渗透主要包括两种形式:一种是土工膜本身的渗透性;另一种是由于土工膜本身缺陷以及拼接处产生渗漏.通过对土石坝土工膜观测数据的反馈分析,得到了土工膜的平均渗透系数.最后根据土工膜纵向抗拉强度、纵向延伸率以及纵向撕裂强度分析了土工膜耐久性.     

随机多缺陷条件下土工膜防渗土石坝渗漏特性

由于土工膜缺陷渗漏可能对土工膜防渗土石坝的防渗安全性造成隐患,采用饱和-非饱和渗流有限元理论,对坝面防渗土工膜多缺陷随机分布下的典型土石坝进行三维渗流场有限元模拟,合理考虑土工膜缺陷的数量、类型、位置、大小及其分布,重点分析土工膜的渗透量和缺陷渗漏量及膜后浸润面的变化规律。结果表明:与单缺陷条件下大坝渗流特性相比,坝面完好部分土工膜的渗透量变化不大,但多缺陷引起的渗漏量明显增大,导致大坝的总渗流量大幅增加。多缺陷会引起膜后坝体浸润面整体抬升,但局部浸润面高度变化与缺陷位置和数量明显相关,所在剖面缺陷位置越低,数量越多,浸润面抬升越明显。另外,膜后垫层水头局部分布规律与相邻缺陷渗漏的交叉效应相关。     

土石坝坝体反滤层与渗流控制

综述了土石坝坝体反滤层的功能与设计原则,引用工程实例说明防渗体裂缝在反滤层保护下可以自愈,以期使设计与施工人员进一步明确采用反滤层保护大坝渗流出口是实现渗流安全控制的关键性措施。     

土石坝坝面防渗膜中的夹具效应

对土石坝上游坝面防渗土工膜的夹具效应进行分析,用力学平衡法对膜的受力及与坝体的相对位移进行计算,论证了坝体与岸坡及坝基锚固处的土工膜存在夹具效应的可能性。用FLAC3D软件对整个坝体及坝面上的膜进行仿真数值模拟,结果表明,土石坝坝面防渗膜中确实存在夹具效应,且坝体与岸坡锚固处膜中的夹具效应比坝体与坝基锚固处明显。     

复合土工膜缺陷渗漏试验的饱和-非饱和渗流有限元模拟

介绍了复合土工膜缺陷渗漏量室内物理模型试验以及缺陷渗漏量的经验拟合公式等成果。应用非稳定饱和-非饱和渗流理论和Galerkin有限元法,建立了三维有限元数值计算模型,对该试验进行数值模拟。根据物理模型试验试样的轴对称性,选取中心角10度的试样建立精细三维有限元模型,详细模拟了室内试验条件下不同压力水头作用的渗漏在砂土试样中变化情况,并计算了渗漏达到稳定时的渗漏量。数值模型计算成果与物理模型试验结果变化规律一致,论证了数值饱和-非饱和渗流方法可以较好地模拟复合土工膜缺陷渗流场,并计算缺陷渗漏量。     

复合土工膜在高寒区土石坝防渗中的应用

介绍海拔4000m，最低气温达零下35℃，地震烈度为8度的青海省温泉大(Ⅱ)型水库土石坝，应用复合土工膜防渗的选型、施工方法及效果分析。     

西霞院反调节水库土石坝膜防渗工艺

黄河西霞院反调节水库土石坝采用土工膜前置防渗,通过设置土工膜并根据接触作用的三维数值计算得出膜周边锚固部位的相对位移,设计该部位膜吸收位移的铺设方式。在环境温度ti为2~33℃范围内每间隔5℃设置3个焊接温度tw,通过对应焊接试样的拉伸、剥离试验,获得ti~tw关系曲线,以指导施工焊接;通过焊接试样附着水分、尘埃、纤维的焊接试验,证明复杂环境下保持焊接部位清洁对保证焊接质量的重要性;通过锚固试件的渗透试验,证明锚固工艺的可靠性;通过对复合土工膜复合工艺的改造,满足坝轴线弯曲段复合膜的拼接、铺设平顺。经蓄水一年后现场检查,膜拼接、锚固部位运行可靠。     

垂直铺塑防渗技术应用

垂直铺塑防渗技术是一种新的先进防渗技术,其显著的优点是防渗效果好、施工方便、工程造价低。本文主要介绍该技术在陕西省观音河水库大坝防渗中的应用。通过工程实践,进一步地发展和丰富了垂直铺塑防渗技术,在类似工程中值得推广。     

通过观测资料分析土石坝的渗流安全状况

随着大坝安全监测自动化的发展，所观测到的数据量很大，如何及时准确地帮助大坝管理人员分析观测资料，以了解土石坝的运用及安全状况，成为大坝安全管理现代化的一个难题。就如何利用观测资料分析土石坝的渗流安全状况作了初步的研究，并结合一具体实例，分析了该坝的渗流安全状况，表明研究成果具有一定的实用性。     

深厚覆盖层土石坝渗流控制及三维数值分析

深厚覆盖层地基和两岸坝肩绕坝渗漏的存在,将影响水库的安全运行及水库工程效益的发挥,有必要采取相应的防渗措施,降低坝基及两岸坝肩的渗透流量。以某水库为例,建立了能够准确反映该水库的主要地质构造、坝体及坝基几何形状的三维有限元分析模型,考虑正常蓄水位下防渗墙的厚度(0.6、0.8、1.0和1.2 m)、延长两岸坝肩(50、60、70和80 m)及地基(6)-2地层的深度(3、6、9、12和15m)等方案,从地下水位线等值线、渗透比降、渗透流量等方面研究坝基和两岸坝肩的渗流场特性及稳定性分析。通过增加防渗墙厚度、延长坝基及两岸坝肩的深度,坝体、坝基及两岸坝肩内的地下水位等值线均向防渗墙处靠近,防渗墙内水头损失增大;坝体、坝基各分区及防渗墙的最大渗透比降满足渗流稳定性要求;延长防渗墙深入两岸坝肩的深度能有效降低坝肩的渗透比降,同时也能有效控制坝肩渗透流量,降低墙后坝肩浸润面;单纯改变防渗墙厚度并不能有效控制坝基渗透流量,需加深防渗墙深入坝基的深度来控制坝基渗透流量。建立的某深厚覆盖层土石坝的三维渗流有限元数值模型,进行了渗流控制方案的合理优化,该研究可为我国深厚覆盖层土石坝渗漏及渗透稳定问题评价研究提供重要依据。