不同铺设及联接型式的复合土工膜围堰应力变形特性

改进复合土工膜的铺设和联接型式,增强其对堰体变形的适应性,是将复合土工膜作为防渗体系的土石围堰设计的关键。开展复合土工膜围堰的离心模型试验,得到蓄水期土工膜应变分布规律;采用ABAQUS软件提供的薄膜单元M3D4模拟了离心模型试验,获得不同铺设及联接型式复合土工膜应力变形空间分布特性,并将数值模拟结果与离心模型试验结果进行比较。结果表明:S型铺设的土工膜受力比直线型铺设的土工膜受力合理;S型铺设锚固联接土工膜起到了加筋作用,降低了围堰的沉降变形;土工膜在锚固联接处局部有应变集中部位,柔性联接介于锚固联接与无联接之间,变形协调性更强;采用的土工膜模拟算法能较好地反映离心模型试验的成果。

高土石围堰复合土工膜与防渗墙联接型式研究

复合土工膜与防渗墙联合作为围堰防渗体系,其联接部位处容易产生破裂而存在安全隐患,接头部位是该防渗体系的薄弱环节。因而,需开展土工膜与防渗墙联接型式的研究,避免复合土工膜因防渗墙与堰体的变形差异而产生破坏,确保围堰整个防渗体系的安全。以西部某水电站高土石围堰为例,采用有限元分析方法,重点研究了防渗墙与堰体联接部位土工膜的受力及变形规律,以及深厚覆盖层上高土石围堰的整体应力变形规律。结果表明:当土工膜与防渗墙之间采用不同联接型式时,对堰体和防渗墙的应力变形影响较小,但对防渗墙与堰体间位移差异和土工膜应变有显著影响。如土工膜采用平直铺设,则沉降错动会使得接头部分土工膜产生较大的拉应变。随着土工膜平铺段位置的抬高,接头处的土工膜应变大幅减小,受力较为有利。由此可知,将土工膜竖直抬高一定距离后再进行平直铺设是合理的,最终应结合室内拉拔试验成果,确定上覆土层的临界厚度。