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通过监测膜下孔隙压力对土工膜气胀原因进行研究

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    时间:2019-02-18     网址:http://www.bjzrhb.com/   分享:

在平原地区或砂砾石地基,当土工膜作为封面或整个存储的土工膜板防止渗漏,如果排气和排水设计工作不是做得很好,存储的土工膜板可能会出现气体或液体膨胀扩张,导致对土工膜的破坏。超大型特种土工膜气体膨胀试验装置采用渗流区和非渗流区气体膨胀试验,模拟了土工膜缺陷泄漏引起的气体膨胀现象。得出的主要结论是:在地下水位不变的情况下,PE土工织物在水库中储存时不会膨胀。当PE土工膜存在缺陷,在蓄水初期发生渗流时,与地下水接触后会占据土工膜下非饱和土的孔隙气空间。库区低水位的整体上升促进了非饱和土孔隙气的积累和上升,导致土工膜局部隆起。当充气变形达到一定值时,可能会产生新的充气破顶缺陷。

对土工膜气胀原因进行研究

 

超大型特种土工膜膨胀设备可以解决砂石地基的问题


从以上(实验室和现场)的实验研究和数值模拟可以看出,大部分土膜泄漏的研究成果都是在低水头条件下获得的,泄漏与缺陷演化的耦合效应不涉及。高土石坝基本不透水,土工膜为复合土工膜,多为两层一膜形式。与单一土工膜不同,复合土工膜的缺陷渗流不仅受下垫土特性的影响,还受两侧土工膜的影响。对于不同压力下土工织物的限流(增流)效应,目前还没有系统的研究。

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此外,在高水头作用下,复合土工膜的缺陷是否会进一步扩大也是一个需要研究的问题。因此,复合土工织物的缺陷渗漏问题不能简单地应用于上述单一PE土工织物和由土工织物与下垫土组成的复合不透水层的计算方法。目前,国内外文献对复合土工要素缺陷泄漏的分析理论和计算方法基本没有报道,现有研究还处于实验室阶段。对复合土工膜缺陷的漏损率进行了6个月的试验研究。试验发现,缺陷处的集中泄漏会冲刷底层,使细小颗粒丢失。同时,由于高水压的作用,缺陷外的平坦复合土工膜表面凹凸不平,坑坑洼洼,说明土工膜在一定程度上受到了底层土石的破坏。

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(复合)土工膜是一种弹性材料,其力学性能如抗拉刚度和抗冲击强度有限。在高土石坝中,高水头作用下集中渗漏的缺陷会冲刷下垫层,造成细颗粒的损失。同时,这些缺陷可能会继续扩大和进化,进一步增加缺陷的渗漏量,影响坝体渗流场的分布,并可能对大坝安全造成隐患。因此,仅了解高土石坝缺陷的渗漏情况是不够的。还需要详细研究PE geoglyphic膜渗漏的原因及缺陷的发展,大坝的渗流场的分布以及泄漏对大坝安全的影响,以及如何采取有效的防渗和减少泄漏措施防止和减少缺陷的泄漏。这些问题已成为高土石坝复合土工膜防渗发展的瓶颈。

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