大屯水庫庫盤防滲土工膜氣脹壓力計(jì)算與分析.pdf

1、大屯水庫為南水北調(diào)東線工程的一個調(diào)蓄型平原水庫，水庫采用庫底水平鋪設(shè)土工膜的防滲（庫盤防滲）方案，受膜下地下水位、地基變形等因素的影響，膜下非飽和土中的孔隙氣體可能會聚集，導(dǎo)致土工膜下形成壓力，從而出現(xiàn)土工膜局部鼓起的氣脹，甚至破壞的現(xiàn)象。氣脹現(xiàn)象給水庫的防滲安全帶來隱患，因此，研究土工膜氣脹及強(qiáng)度以及庫盤防滲膜下氣體壓力計(jì)算，對水庫中土工膜設(shè)計(jì)選型具有重要的理論和實(shí)際意義。在調(diào)查大屯水庫基本情況的基礎(chǔ)上，分析了可能引起土工膜氣脹現(xiàn)象的

2、原因，根據(jù)波義耳定律、亨利定律推導(dǎo)了適用于平原水庫地下水位上升時膜下氣體壓力的計(jì)算公式，通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證，并計(jì)算與分析了地下水位上升情況下大屯水庫膜下氣體的壓力。此外，根據(jù)熱傳導(dǎo)模型與非飽和土中氣體運(yùn)移模型的相似性，采用Abaqus軟件對大屯水庫地下水位上升時引起的膜下氣體壓力的變化進(jìn)行了模擬分析和計(jì)算。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴推導(dǎo)了地下水位上升時膜下氣體壓力計(jì)算公式，設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)裝置，并進(jìn)行了相關(guān)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。計(jì)算結(jié)果

3、與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對比證明了該公式的正確性。⑵采用所推導(dǎo)的公式對大屯水庫地下水位上升時的膜下氣體壓力進(jìn)行了計(jì)算分析，分析發(fā)現(xiàn)膜下氣體壓力隨著地下水位的上升而增長;在地下水位上升0.5 m時，水庫中即使沒有排氣措施也不會發(fā)生土工膜氣脹現(xiàn)象;地下水位上升1.5 m時，遠(yuǎn)離圍壩的區(qū)域和靠近圍壩的區(qū)域均有可能出現(xiàn)氣脹現(xiàn)象，但在蓄水位較高的情況下，不會發(fā)生氣脹現(xiàn)象;地下水位上升3.0m時，若沒有良好的排氣措施，很有可能出現(xiàn)氣脹現(xiàn)象;為防止氣脹現(xiàn)象的出現(xiàn)