多元结构堤基半封闭式防渗墙概化模型研究

为了确保洞庭湖区堤基安全,根据堤基地质特点,建立了多元结构堤基的垂直防渗概化模型;并采用渗流有限元法对影响半封闭式防渗墙防渗效果的各种因素进行了较为全面系统的研究,分别得到了天然弱透水覆盖层、第二层强透水层、防渗依托层、依托层下伏强透水层的厚度、渗透性对堤内和堤脚附近最大渗透坡降的影响曲线.计算结果表明,防渗依托层的厚度、渗透性对堤内、堤脚附近最大渗透坡降的影响程度远远大于其他因素,其对半封闭式防渗墙防渗效果起决定性的作用;在所有次要因素中,天然弱透水覆盖层的厚度、渗透性对堤内最大渗透坡降的影响较其他因素大,尤其对堤脚附近渗透坡降的影响比较明显.本文的研究成果既可用于定量研究半封闭式防渗墙的防渗机理,也可以为垂直防渗墙的设计提供可靠的理论依据.

材料模量对封闭式防渗墙负摩阻力的影响

为了研究材料模量对封闭式防渗墙负摩阻力的影响,以某黏土心墙堆石坝为背景,建立了有限元模型,坝体材料及覆盖层采用邓肯—张Et-μt模型,防渗墙与覆盖层之间的接触关键采用无厚度接触面模拟,进行了非线性有限元分析。计算结果表明:封闭式防渗墙上的负摩阻力的分布受材料刚度的影响较大,中性点位置随着防渗墙材料刚度地增加在不断地下移,增加到一定刚度时,中性点位置基本保持不变;随着材料刚度地增加,防渗墙上最大负摩阻力值不断的增加,开始增加的速率很快,后期变慢;封闭式防渗墙上竖向应力受负摩阻力的影响较大,材料模量越大,影响越显著。其研究成果可为以后工程设计提供参考。

堤防半封闭式防渗墙防渗机理及设计参数研究

半封闭式垂直防渗墙是目前堤防加固工程中较为广泛选用的一种堤基防渗方式，但墙底的防渗依托层 （弱透水层）的厚度和渗透性应满足一定的要求才能起到有效的截渗作用。对此类防渗墙的适用条件、防渗机 理以及相关的设计参数（如墙体厚度、贯入深度、布置位置等）进行了研究，提出了相应的设计方法和简便实用 的设计公式，最后介绍一个工程设计实例。

深覆盖层上土石坝心墙与防渗墙连接型式研究

深厚覆盖层上建造的土石坝常采用封闭式防渗系统。当心墙坝防渗系统坝体采用沥青混凝土心墙、坝基采用封闭式防渗墙时,心墙混凝土基座、防渗墙与相邻土体之间将产生不均匀沉降,易引起基座混凝土断裂和坝壳及覆盖层土体剪切破坏。针对心墙坝坝体心墙与坝基防渗墙合理的连接型式问题,结合某水库工程,采用非线性有限元法,建立三维有限元模型,分析研究了心墙基座与防渗墙不同连接型式下坝体与坝基的变形和应力。通过坝体和坝基的变形协调分析以及心墙基座和防渗墙的应力分析,推荐了合理的连接型式,即深厚覆盖层上沥青混凝土心墙坝坝基采用封闭式防渗墙时,宜采用心墙基座与防渗墙间预留空隙的连接型式,其空隙大小与坝基覆盖层厚度及其力学特性以及防渗墙弹性模量有关,需经计算分析确定。