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山東茂隆新材料科技有限公司 2022-09-24 2302
由于土工膜防滲引起的滲漏問題和土石壩工程安全風險的形成,要模擬不同膜缺陷的大小河方向,選擇不同的條元法和滲透系數放大法存在膜壩面防滲土石壩全三維滲流有限元數值模擬不全的缺點,分析了膜壩在不同斷層條件下全部和部分滲流場的變化規律。結果表明,膜的滲漏對壩體臨近部位的滲流場分布有較大影響,而對壩體其它部位的滲流場分布影響不大。膜缺陷方位角越低,缺陷漏失量增加越顯著,缺陷后壩體浸潤線越高。最后,提出了膜滲漏的工程設計控制措施。

質量完好的土工膜或者復合膜具有優良的防滲性能和良好的延展性,施工速度快、成本低。目前,巖土工程已廣泛應用于土石壩、堤防、圍堰、庫房、水庫、渠道等防滲工程中,然而,在目前條件下,膜在防滲工程中的應用很難防止各種缺陷的發生。在從產品質量、應力、施工、規劃、運行等方面論述了土工壩防滲體的各種缺陷及其成因,在國外某工程中,對28塊總面積20萬m2的膜進行了質量檢測,發現每10000m2有26個滲漏孔,其中69%在焊縫中,我國對膜施工技術的探討起步較晚,目前還缺乏與施工相關的標準或導則等施工技術規定,也缺乏經驗豐富的施工隊伍,因此膜更容易出現各種施工缺陷。其它問題如變形與不協調引起的膜撕裂、水壓或氣壓引起的局部爆裂等,在工程中也很常見。由于缺陷產生的原因和類型的復雜性,為了便于定量描述和比較,按照面積等效原則將各種形狀的缺陷處理成圓形缺陷和狹縫是學術界的普遍做法。國際著名巖土工程成分數據專家吉魯德及其合作者埃洛伊·喬爾尼、賈亞維克拉馬等學者對巖土膜缺陷的滲漏進行了大量的研究,基本上是進行實驗室試驗或推導半理論半經驗公式,其相關效果主要是適用于垃圾填埋場等低水頭滲漏問題,土工膜缺陷的存在,破壞了大壩防滲墻的完整性,成為收斂泄漏點,必然影響大壩滲流場的分布特征,可能對大壩防滲安全構成隱患。為此,運用三維滲流有限元理論,以全土工膜防滲土石壩為典型建立了有限元計算模型,選擇了兩種分離方式模擬土工膜的滲流行為缺點,重點研究了土工膜不同斷層(斷層大小和位置)對大壩滲流規律的影響,分析了撿漏程度對大壩防滲安全性的不利影響。最后提出了解決滲漏問題的工程設計控制措施。

功能土的滲透系數一般在10^(-11)-10^(-13)cm/s之間,低于混凝土材料。土石壩防滲所用的土工膜厚度一般在0.5mm~2.0mm之間。由于土工膜厚度很小,采用常規有限元法對土工膜防滲土石壩進行網格劃分和計算時,僅用毫米厚的土工膜很難模擬其滲流特性。一般的處理方法是將土工膜放大成一定厚度的等效多孔介質,并假定其滿足達西流動定律。
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