反向压力伸缩缝新型聚脲基复合防渗体系研究

为解决水工建筑物伸缩缝止水问题,特别是反向水压作用下的伸缩缝或裂缝止水防渗问题,本文研究了一种新型聚脲基复合防渗体系,该防渗体系能够适应低温、潮湿的工作环境,具有绿色环保、止水性能好、耐久性及抗冲耐磨性强、适应伸缩缝三维变形能力等优点。通过与传统止水体系对比,进行了粘结力试验、聚脲基复合材料在不同湿度下的试验、反向压水试验等室内及现场试验研究,同时,对新型聚脲基复合防渗体系材料的性能及作用机理进行了研究。结果表明,新研发材料的粘结强度高、防渗性能好,可以用于潮湿、水中等施工环境。新型聚脲基复合防渗体系在输水隧洞实际工程中的成功应用,进一步证明了该防渗体系的适用性和可靠性。

伸缩缝防渗结构聚脲基涂层剥离破坏研究

水工建筑物普遍存在伸缩缝渗漏破坏问题,其破坏机理亟待研究。本文基于南水北调工程实际背景,引入损伤断裂力学理论,建立了内聚力单元的有限元仿真模型,并根据防渗涂层剥离试验的反向压力-位移变形数据,给出了适合于聚脲基复合防渗体系黏接层内聚力单元的刚度和黏聚系数等参数。计算了剥离反向压力,分析了聚脲基防渗涂层厚度对剥离临界反向压力的影响,以及水压力和伸缩缝扩展位移工况下,涂层厚度、涂层弹性模量和内聚力单元切向黏接强度对涂层剥离破坏长度的影响。数值计算结果表明,剥离反向压力与剥离试验的结果基本一致,说明内聚力模型参数的合理,能够有效模拟聚脲基复合防渗涂层剥离破坏的力学机理。同时,水压力和伸缩缝扩展位移工况下的分析结果,也说明了建立的聚脲基防渗涂层破坏分析方法对伸缩缝的防渗设计具有定量的指导作用。