考虑坝基防渗体渗透溶蚀效应的特高土心墙堆石坝服役年限可靠性分析

特高土心墙堆石坝坝基防渗体非均质特征显著,影响渗透溶蚀效应下长期服役性能的准确评估。本文基于KL展开法离散了水泥基材料参数随机场,构建了水泥基材料渗流-溶蚀耦合随机模型,利用神经网络,建立了随机场与服役年限的映射关系,发展了服役年限可靠性分析方法。以长河坝工程为背景,研究了坝基防渗体渗透系数、孔隙率和固相钙浓度为随机场情况下特高土心墙堆石坝的渗流与溶蚀特征,并对特高土心墙堆石坝服役年限进行了可靠性分析。渗透溶蚀效应会增大坝基防渗体渗透系数的空间变异性;坝基防渗体渗透系数、孔隙率和固相钙浓度为随机场情况下坝体与坝基总单宽渗流量是均质情况下的0.87~1.19倍;坝基防渗体95%保证率的服役年限为63.4 a;降低主防渗帷幕区与固结灌浆区渗透系数均值、减小固结灌浆区渗透系数空间变异性,是延长服役年限较为有效的方法。特高土心墙堆石坝设计、施工、运行与维护过程中应重视渗透溶蚀效应下坝基防渗体的空间变异性。