高堆石坝面防渗土工膜锚固区夹具效应破坏模型试验

针对高堆石坝面防渗土工膜锚固区易因夹具效应而发生拉伸破坏的问题,运用自研锚固结构模型试验装置对堆石坝面膜防渗体周边锚固结构处土工膜"夹具效应"破坏特性进行了一系列模型试验验证和分析。试验结果表明,在坝基和防渗墙或者坝面与岸坡岩体间发生差异沉降后,锚固区极小范围内的土工膜随接触材料一起发生位移而无法发生相对运动是夹具效应破坏的根源;传统直线型、折叠式及缠绕式铺膜锚固方式均无法避免因夹具效应而发生拉伸破坏;相同差异位移条件下,PVC膜承受差异变形的能力相对于PE和HDPE膜更强,在深覆盖层上高堆石坝防渗中应该首先考虑使用。     

土工膜在溧阳抽水蓄能工程中的应用

溧阳抽水蓄能电站上水库地质条件复杂,库盆防渗体系由于库底填渣厚度变化大,不均匀沉降较大,设计选定防渗材料适应不均匀变形能力强的HDPE土工膜作为上水库库底防渗体系;在减少渗漏损失的同时,可以降低工程施工难度。主要介绍了土工膜防渗方案的设计及应用,包括防渗层材料的选择及设计、土工膜周边连接设计、土工膜施工工艺等。     

重庆黑石子垃圾场调节池清淤改造设计与实施

重庆黑石子垃圾填埋场调节池池体由于防渗系统遭到损坏,需要对调节池进行清淤和池体改造,经方案比选后确定采用吸污泵绞吸工艺进行清淤,池体改造设计则采用钢筋混凝土结构+HDPE膜调节池,池体为钢筋混凝土结构,池内壁及底部铺设2.0 mm厚HDPE土工膜,满足设计要求。     

土工膜环向约束气胀变形试验研究

对于库底采用土工膜水平防渗的围坝型平原水库,由于库水渗漏、地下水位上升等多种原因,使库区非饱和土层中孔隙气体聚集、上升,并在土工膜膜下形成有压气体,使土工膜产生局部隆起的气胀现象。根据土工膜气胀鼓起变形的特点,将土工膜气胀变形近似简化为环向约束球形鼓胀变形。为了解土工膜环向约束条件下球形鼓胀变形的特性,研制了4种不同规格的土工膜气胀变形专用试验设备,分析了试验设备孔径对土工膜胀破压力的影响,选择外径20 cm试验设备作为土工膜气胀变形试验的基本设备。利用选定的土工膜气胀变形基本试验设备,进行了环向约束条件下土工膜气胀变形和气胀破坏试验,总结了土工膜气胀变形和破坏的规律,得出结论:1土工膜气胀应力应变曲线可分为线性变形、强化变形、弱化变形和胀破拉断4个阶段;2气胀变形表现为不均一性,气胀破坏为张拉破坏,破坏形态表现为一条通过球冠顶点的大圆曲线或不通过球冠顶点的小圆曲线;3对于厚度0.35~0.6 mm的土工膜,其气胀胀破压力为0.08~0.12 MPa,胀破冠顶高度为4.6~5.5 cm;4对于厚度0.35~0.6 mm的土工膜,其气胀延伸率为17.6%~18.5%,远小于土工膜单向拉伸延伸率。     

高面板堆石坝抗震安全评价标准与极限抗震能力研究

针对强震区高面板堆石坝的特点,提出了基于稳定、变形、面板防渗体系安全的高面板坝抗震安全评价和极限抗震能力分析方法,并建议了坝坡抗震稳定、坝体局部动力稳定、坝体地震残余变形、面板防渗体系的抗震安全评价标准。对坝高超过250 m的某高面板堆石坝进行了极限抗震能力分析,根据坝坡稳定性、地震残余变形、单元抗震安全性、面板防渗体系抗震安全性等多角度的评价结果,初步认为,该高面板堆石坝的极限抗震能力为0.50g~0.55g。     

垃圾填埋场防渗衬垫特性的离心模型试验与数值分析研究

垃圾填埋场中垃圾体和防渗土工膜的受力变形特性是普遍关心的问题,在现场试验尚无法获得满意的监测结果时,利用离心模型试验和有限元数值分析进行探讨性研究也是可以尝试的途径。通过离心模型试验研究和有限元计算,模拟了垃圾填埋场中填埋垃圾大变形条件下土工防渗膜的变形性状,在模型比率80的条件下,可以找到相应的模型材料来模拟实际工程中的土工膜;选用的防渗膜模拟材料和木屑土能较好地模拟垃圾填埋场中材料;邓肯-张模型和Goodman接触面模型能模拟垃圾土和土工膜以及界面的工作状态;土工膜中最大拉应力靠近坡肩,可达到极限抗拉强度的1/1.5倍;考虑到HDPE膜的抗拉安全,最大设计坡长应加以控制。     

压型钢板屋面防水在诺基亚厂房中的应用

诺基亚移动通讯厂房位于北京经济技术开发区,建筑面积3.7万m2,檐高14.6m,采用轻钢结构。屋面防水为压型钢板双坡屋面PVC复合卷材,机械固定,面积180m×96m。1压型钢板屋面防水设计(自下而上)(1)结构层采用0.8mm厚压型钢板,波峰与波谷高差50mm,峰与峰之间净距100mm。(2)隔汽层采用0.3mm厚度的聚乙烯PE膜。(3)保温层采用80mm厚挤塑板,挤塑板与压型钢板之间采用机械固定。(4)防水层采用1.5mm厚度的PVC复合卷材,卷材与挤塑板之间采用机械固定,卷材接缝采用热风焊枪焊接。2工艺流程铺结构层压型钢板→铺隔汽层PE膜→铺保温层挤塑板→固定结构…     

北京市第十四中学屋面绿化工程

北京市第十四中学屋面绿化工程在原屋面基础上,选用聚乙烯丙纶双面复合防水卷材作为普通防水层、1.2 mm厚HDPE土工膜作为耐根穿刺防水层、HDPE排蓄水板作为排水层,并种植根浅、易生长养护的植物形成种植屋面。该屋面荷载未超标,关键节点防水阻根效果好,排水通畅,景观效果佳,被评为北京市2011年度园林绿化优质工程。     

高面膜土石坝防渗结构中土工膜弯折（褶皱）试验研究

针对面膜土石坝防渗结构设计与施工过程中存在防渗土工膜弯折(褶皱)问题,将弯折定性分为结构性弯折和非结构性弯折两种类型,为定量评价弯折作用造成的损伤及其规律,基于稳定性理论的薄板(壳)理论推演了影响土工膜弯曲变形的计算参数,并在理论分析的基础上自主研发一套试验装置。试验方案选用两种不同PVC土工膜作为试验材料,取90°最大弯折角度进行试验研究,并模拟4℃库水温度试验环境,试验结果表明弯折作用造成土工膜力学性能指标衰减,弯折作用120 d后,SY-GM土工膜断裂强度衰减度达到58.71%。根据试验数据分析成果,提出了增大弯折曲率半径和减小曲面弯折角度结构措施降低指标衰减度。     

土工膜缺陷渗漏引起气胀的研究

对于采用土工膜库盘防渗的平原水库,蓄水初期,土工膜缺陷渗漏,极易引起库区土工膜膜下非饱和土层中孔隙气体聚集、上升,并使土工膜产生局部隆起的气胀现象。分析了库水渗漏引起土工膜气胀变形的机理,研制了超大型专用气胀试验设备,利用渗漏区和非渗漏区气胀试验来模拟土工膜缺陷渗漏引起的气胀现象,得出①对于没有缺陷的土工膜,在地下水位不变时,水库蓄水不会产生土工膜气胀现象;②平原水库蓄水初期,土工膜缺陷渗漏,渗水可侵占原膜下砂沟的孔隙空间,封闭排气通道,产生水阻现象,并影响膜下孔隙气体从砂沟排气系统中的正常排出;③平原水库蓄水初期,土工膜缺陷渗漏,渗水接触地下水后,会挤占土工膜膜下非饱和土孔隙气体空间,并引起库区内地下水位的整体上升,促使非饱和土中孔隙气体聚集、上升,并引起土工膜产生局部隆起的鼓胀变形,表现为气胀现象。     

土工合成材料在水利工程防渗中的应用分析

当前，全国正在广泛开展水库除险加固工作。水库除险加固不仅具有面广量大的外部特点，还具备隐蔽性、复杂性等内部特点。采取合适的工艺方法和设备材料是成功除险的关键环节之一。以下文中介绍了土工合成材料的性能，通过对比分析土工膜和复合土工膜的技术指标，应用领域，防渗性能及其耐静水压试验，论述了它们的厚度、类型的选择及施工过程中应注意的问题。     

浅谈换填砂石地基的施工及压实度检验方法

本文结合延炼高层住宅砂石垫层地基〈2．1mm厚度的工程实践和中航油综合楼〈1．5m厚的工程实践，简要介绍换填砂石垫层地基的施工及压实度检测中应注意事项及几点体会。     

土工膜/GCL界面剪切强度特性的试验研究

土工复合膨润土垫(GCL)是一种新型复合材料,其良好的防渗隔气功能以及抗张拉的能力使其与HDPE土工膜(GM)的联合使用在填埋场具有广泛的应用前景,但GM/GCL界面较低的剪切强度易导致填埋场衬垫系统等失稳。利用大尺寸界面直剪仪进行三种不同土工膜与GCL界面的剪切试验,重点研究GCL不同加载水化顺序对膨润土挤出及界面强度的影响。试验结果表明:干燥状态下,粗糙土工膜/GCL界面的峰值强度较大于光滑土工膜/GCL界面的峰值强度,但粗糙土工膜/GCL界面表现出强烈的应变软化特性,其残余强度接近于光滑土工膜/GCL界面的强度;不同加载水化顺序是影响膨润土挤出的重要因素,并严重影响界面剪切强度;膨润土挤出造成粗糙土工膜/GCL界面的峰值摩擦角降低3.5°,大位移摩擦角降低7.6°,接近光滑土工膜/GCL界面的摩擦角。     

垃圾填埋场渗沥液击穿防渗系统的指示污染物研究

中国垃圾填埋场渗沥液中的污染物种类繁多,成分复杂,污染物击穿填埋场防渗系统,造成地下水以及土壤污染已成为填埋场环境安全问题中最为关注的问题之一。目前以什么标准判断击穿,以何种污染物作为指示污染物计算击穿时间并评价防渗系统的防污性能尚不明确。针对这一问题,以中国6个典型填埋场内代表性污染物的平均浓度为初始浓度,以中国相关环境标准中规定的各类污染物极限浓度作为污染浓度,建立污染物在复合防渗系统中的一维对流–弥散有限元模型。通过计算各类污染物在填埋场防渗系统中的击穿规律和击穿时间发现,相比重金属和持久性有机污染物,有机污染物(COD)最早击穿防渗系统,有机污染物(COD)可作为判定击穿的指示污染物,击穿HDPE土工膜单层和双层复合垫层的时间分别为84.2 a和122.6 a;而击穿时间主要受污染物的初始浓度、规定的污染浓度和污染物的迁移弥散参数共同影响。这一结果可为填埋场防渗系统击穿时间的计算和防污性能的评价提供参考。     

冷弯薄壁型钢螺钉连接抗拔性能试验研究

为了研究钢板的材料强度、厚度以及螺钉外直径、内直径、螺纹间距、钻头处直径对冷弯薄壁型钢螺钉连接的拔出破坏模式和抗拔承载力的影响,选取板厚为0.8、1.0、1.2mm的LQ550及板厚为0.8、1.5、2.0mm的S350冷弯型钢,采用不同螺钉参数,进行了287个试件的拔出试验。结果表明：1.0mm及以上厚度板件主要发生螺纹剪切破坏,随着板厚增加,螺纹剪切破坏越明显;0.8mm厚超薄板件主要发生钉孔挤压破坏,且螺钉直径越大、板材强度越低,钉孔挤压变形越显著。螺纹间距对抗拔承载力影响较小,抗拔承载力随着螺钉外直径增加而增大,内直径增大而减小,且二者对超薄板件的影响更大。对于自钻自攻螺钉应采用内直径与钻头处直径的较大值计算抗拔承载力,螺钉钻头处直径越小承载力越大。我国GB 50018—2002《冷弯薄壁型钢结构技术规范》中抗拔承载力计算公式对于螺钉连接LQ550高强钢板偏于不安全,尤其对于0.8mm厚的超薄板件。最后,提出考虑钢板材料强度、厚度以及螺钉外直径、内直径、螺纹间距、钻头处直径的设计承载力计算式,其具有较好的适用性和可靠性。     

分布式光纤传感技术在高面板堆石坝内部变形监测中的应用

面板堆石坝内部变形监测是评价其变形稳定和安全的重要指标，针对传统监测技术在高面板堆石坝内部变形监测方面的不足，提出了一种基于分布式光纤传感技术的高面板堆石坝内部变形监测方法，在200m级高面板堆石坝中开展应用研究。对比研究了3种光纤布设方式（分别安装于45a型工字钢、6分镀锌钢管和保护沙层中）测量水平位移的可行性，3种布设方式实测结果最大平均差值均小于1.0mm，说明3种方式测量一致性较好。结合数值计算和传统水管式沉降计测量结果，基于分布式光纤传感技术的坝体内部变形结果与数值计算结果基本吻合，且沉降监测结果与水管式沉降计测得量值的平均误差小于10mm，表明本技术可以满足高面板堆石坝内部变形监测需要，验证了基于分布式传感光纤技术在坝体内部变形监测应用的合理性和可行性。     

自行走式隧道施工中装配式塑料管道连接方式试验及模拟研究

基于优选出的装配式塑料管道的拼装形式,选用钢板螺栓连接管片形成装配式塑料管道,研究此连接形成管道的支护强度、管道变形等相关参数,为新型自行走式隧(管)道施工提供配套支护技术.选择钢板厚度和螺栓的拧紧扭矩作为试验的2个因素,在环刚度试验机上对分片拼装后的管道进行承压试验.以塑料管道在径向变形达到15%时的承载力作为承载极限,经对试验结果分析后选出最佳的钢板厚度和螺栓扭矩.结果表明,以拼接缝与铅垂线成45°的圆周4片拼装形式,3 mm厚的钢板配合10 N·m的螺栓预紧力,可使其承压能力较整体式管道有一定提高.应用ABAQUS软件对该连接方式进行建模,定性分析得出,聚乙烯(PE)中空壁缠绕管采用3 mm钢板连接后的承压反力高于采用4 mm钢板连接的承压反力,从而也验证了试验结论.     

基岩断层错动对心墙堆石坝的影响研究

用三维有限元法模拟木格措水电站心墙堆石坝坝址处基岩中的断层错动，分析断层错动对坝体尤其是坝体的防渗系统（包括土质心墙和混凝土防渗墙）的影响。计算模拟中，假定断层错动50cm，错动方向可以是竖直方向，也可以是水平方向。同时，将断层错动情况下的坝体应力变形性状与断层没有错动的情况进行对比分析。计算结果表明：坝基70m厚的覆盖层有明显的缓冲作用，可减轻断层错动变形向坝体的传递。断层错动后，上质心墙的应力水平略有提高，但大多提高0．4～0．6MPa。断层错动50cm对坝体包括坝壳和土质心墙本身不构成威胁，但将导致断层附近的混凝土防渗墙局部破坏。因此，防渗系统是否失效还需进行相关的渗流及渗透变形研究。     

高土石坝地震安全控制标准与极限抗震能力研究

基于土石坝震害调查和原型观测资料分析，针对高土石坝的坝坡稳定、坝体地震永久变形以及混凝土面板接缝位移3个影响高土石坝安全的主要因素，初步建议了相应的地震安全控制标准，并应用于高心墙堆石坝和面板堆石坝的极限抗震能力计算分析。结果表明：按规范设计的高土石坝具有较强的抗震能力，其极限抗震能力在0.50g以上，可抵抗9度以上地震而不致于出现灾难性后果；高土石坝的极限抗震能力与相应的地震安全控制标准密切相关，按照本文建议的标准，高心墙堆石坝坝坡稳定是其极限抗震能力的控制因素，高面板堆石坝面板周边缝安全是其极限抗震能力的控制因素。     

混凝土面板堆石坝接缝止水的实验和分析

混凝土面板堆石坝周边缝止水的损坏是其漏水的主要原因。针对工程实用形式的周边缝铜止水和ＰＶＣ止水，首次进行了承受错位变形的破坏实验，揭示了止水极限变形能力和开裂规律，提出了接缝止水的计算模型、设计准则及提高铜止水极限抗裂能力的工程措施。