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(wú)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(wú)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(lái)發(fā)展較快、應(yīng)用較廣,逐漸成為有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)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(wèn)題是壩體變形以及隨之而來(lái)的接縫損壞而導(dǎo)致的滲漏。因此,壩體變形問(wèn)題已成為復(fù)合土工膜面板堆石壩設(shè)計(jì)的核心問(wèn)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(guò)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(zhǎng)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(zhǎng)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(gòu)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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