大屯水庫庫盤防滲土工膜氣脹壓力計算與分析.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度以及庫盤防滲膜下氣體壓力計算，對水庫中土工膜設計選型具有重要的理論和實際意義。在調(diào)查大屯水庫基本情況的基礎上，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、亨利定律推導了適用于平原水庫地下水位上升時膜下氣體壓力的計算公式，通過室內(nèi)實驗進行了驗證，并計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)熱傳導模型與非飽和土中氣體運移模型的相似性，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行了模擬分析和計算。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴推導了地下水位上升時膜下氣體壓力計算公式，設計了一套實驗裝置，并進行了相關的驗證實驗。計算結(jié)果

3、與實驗結(jié)果的對比證明了該公式的正確性。⑵采用所推導的公式對大屯水庫地下水位上升時的膜下氣體壓力進行了計算分析，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)