大壩防滲使用的復(fù)合土工膜應(yīng)用方案
大壩防滲使用的復(fù)合土工膜由防滲膜和土工布復(fù)合而成，防滲膜采用易于熱焊接的聚乙烯(即PE)膜，膜厚0.2mm。土工布采用純新滌綸針刺無紡布，每平方米重量不小于200g，本工程上游壩坡6.9m高度以上采用規(guī)格為200/O.2/200的兩布一膜，6.9m以下采用規(guī)格為400g/m2的無紡布。
復(fù)合土工膜面板堆石壩是一種新壩型,其防滲體的設(shè)計(jì)、施工和質(zhì)量控制是該類壩型的技術(shù)關(guān)鍵。而壩體的應(yīng)力應(yīng)變計(jì)算同樣重要。 復(fù)合土工膜面板堆石壩是水工結(jié)構(gòu)中的重要壩型之一,壩主體由堆石或礫石組成,起支承作用,其上游面設(shè)置復(fù)合土工膜面板起防滲作用。復(fù)合土工膜面板堆石壩因其具有的眾多優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛關(guān)注,特別在近年來發(fā)展較快、應(yīng)用較廣,逐漸成為有較強(qiáng)競爭力和發(fā)展前景的壩型。復(fù)合土工膜面板堆石壩的主要問題是壩體變形以及隨之而來的接縫損壞而導(dǎo)致的滲漏。因此,壩體變形問題已成為復(fù)合土工膜面板堆石壩設(shè)計(jì)的核心問題。本文運(yùn)用大型有限元計(jì)算分析軟件ADINA進(jìn)行三維非線性有限元計(jì)算,分析了復(fù)合土工膜面板堆石壩的應(yīng)力應(yīng)變特點(diǎn)。 首先分析了堆石體的物理力學(xué)特性,對(duì)堆石體的本構(gòu)模型進(jìn)行了討論,確定了有限單元模型中的單元類型以及接觸單元的型式。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和已有的研究成果,選取鄧肯—張非線性本構(gòu)模型表征堆石體的應(yīng)力應(yīng)變特性,并且確定了堆石料的材料參數(shù)。采用ADINA提供的生死單元功能模擬施工過程。 本文模擬了在不同蓄水位條件下,復(fù)合土工膜面板以及壩體的應(yīng)力與變形。建立了面板和堆石體之間的接觸模型,采用ADINA提供的接觸單元模擬。并對(duì)復(fù)合土工膜面板堆石壩進(jìn)行了參數(shù)敏感性分析,總結(jié)出了材料參數(shù)對(duì)應(yīng)力以及位移的影響的重要性。 復(fù)合土工膜作為一種新型防滲材料,在土石壩工程中已得到了廣泛的應(yīng)用。但關(guān)于復(fù)合土工膜的防滲機(jī)理及防滲效果還缺乏系統(tǒng)的理論研究,本文結(jié)合復(fù)合土工膜的防滲特性和機(jī)理,用有限元法對(duì)復(fù)合土工膜防滲土石壩進(jìn)行滲流分析。計(jì)算結(jié)果表明,土石壩鋪設(shè)復(fù)合土工膜后,改善了滲流情況提高了蓄水能力。 土壩防滲使用的復(fù)合土工膜應(yīng)用效果
復(fù)合土工膜防滲效果好。其滲漏量是單純的砼防滲材料的1/6，是砌石材料的1/13，延長了工程壽命。明鋪式膜料防滲，因老化嚴(yán)重而壽命較短。但鋪在保護(hù)層以下，經(jīng)試驗(yàn)研究其壽命在30年以上。同時(shí)，膜料防滲層可以保溫，從而減輕凍脹破壞，使砼保護(hù)層裂縫減少，延長了工程壽命；與單純的砼防滲材料相比，投資大體相當(dāng)。采用砼作膜料防滲層的保護(hù)層時(shí)，其厚度可以由砼防滲時(shí)的10～14cm減薄至7～10cm。購買土工布的投資雖較減薄砼節(jié)約的投資稍高，但其減輕了凍脹破壞，尚可減少維修費(fèi)和管理費(fèi)；符合工程實(shí)際情況。
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