防渗土工膜

由于土工膜防渗引起的渗漏问题和土石坝工程安全风险的形成，要模拟不同膜缺陷的大小河方向，选择不同的条元法和渗透系数放大法存在膜坝面防渗土石坝全三维渗流有限元数值模拟不全的缺点，分析了膜坝在不同断层条件下全部和部分渗流场的变化规律。结果表明，膜的渗漏对坝体临近部位的渗流场分布有较大影响，而对坝体其它部位的渗流场分布影响不大。膜缺陷方位角越低，缺陷漏失量增加越显著，缺陷后坝体浸润线越高。最后，提出了膜渗漏的工程设计控制措施。

质量完好的土工膜或者复合膜具有优良的防渗性能和良好的延展性，施工速度快、成本低。目前，岩土工程已广泛应用于土石坝、堤防、围堰、库房、水库、渠道等防渗工程中，然而，在目前条件下，膜在防渗工程中的应用很难防止各种缺陷的发生。在从产品质量、应力、施工、规划、运行等方面论述了土工坝防渗体的各种缺陷及其成因，在国外某工程中，对28块总面积20万m²的膜进行了质量检测，发现每10000m²有26个渗漏孔，其中69%在焊缝中，我国对膜施工技术的探讨起步较晚，目前还缺乏与施工相关的标准或导则等施工技术规定，也缺乏经验丰富的施工队伍，因此膜更容易出现各种施工缺陷。其它问题如变形与不协调引起的膜撕裂、水压或气压引起的局部爆裂等，在工程中也很常见。由于缺陷产生的原因和类型的复杂性，为了便于定量描述和比较，按照面积等效原则将各种形状的缺陷处理成圆形缺陷和狭缝是学术界的普遍做法。国际著名岩土工程成分数据专家吉鲁德及其合作者埃洛伊·乔尔尼、贾亚维克拉马等学者对岩土膜缺陷的渗漏进行了大量的研究，基本上是进行实验室试验或推导半理论半经验公式，其相关效果主要是适用于垃圾填埋场等低水头渗漏问题，土工膜缺陷的存在，破坏了大坝防渗墙的完整性，成为收敛泄漏点，必然影响大坝渗流场的分布特征，可能对大坝防渗安全构成隐患。为此，运用三维渗流有限元理论，以全土工膜防渗土石坝为典型建立了有限元计算模型，选择了两种分离方式模拟土工膜的渗流行为缺点，重点研究了土工膜不同断层（断层大小和位置）对大坝渗流规律的影响，分析了捡漏程度对大坝防渗安全性的不利影响。最后提出了解决渗漏问题的工程设计控制措施。

功能土的渗透系数一般在10＾（-11）-10＾（-13）cm/s之间，低于混凝土材料。土石坝防渗所用的土工膜厚度一般在0.5mm～2.0mm之间。由于土工膜厚度很小，采用常规有限元法对土工膜防渗土石坝进行网格划分和计算时，仅用毫米厚的土工膜很难模拟其渗流特性。一般的处理方法是将土工膜放大成一定厚度的等效多孔介质，并假定其满足达西流动定律。

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