抽蓄电站全库盆防渗水库渗流缺陷影响分析

针对抽蓄电站全库盆防渗水库土工膜缺陷导致水库渗流量产生变化的安全问题,结合陕西省某抽蓄电站水库库底土工膜防渗工程,采用单因素影响分析和多因素影响分析方法进行抽蓄电站全库盆防渗水库渗流缺陷影响分析。结果表明,水头大小、缺陷大小、缺陷个数均正向影响抽蓄水库渗流量,而缺陷位置与抽蓄水库渗流量的相关性不明显。其中缺陷大小是影响抽蓄水库渗流量的主要因素,其次为水头大小,再次为缺陷个数。

“双电”法检测技术在新疆洼地水库超大面积土工膜渗漏检测的应用

土工膜防渗检测是防止库区渗漏的关键技术步骤,也是大型水库面临的重要工程问题。通过介绍电火花法和双电极法土工膜渗漏检测方法的工作原理、应用范围、操作步骤等,依托新疆阿克苏地区洼地水库工程,对超大面积水库库底及边坡进行实际应用检测,结果表明“双电”法检测精度准确、效率高,可精确发现水库土工膜铺设施工中的缺陷,减少水库运行期渗漏水量,消除了渗漏带给水库的安全隐患,为土工膜渗漏检测提供了技术支撑,为类似工程提供了借鉴。

填埋场复合衬垫界面动力剪切特性研究

填埋是我国生活垃圾的主要处置方式。复合衬垫系统作为污染物与外部环境之间的屏障,是现代生活垃圾填埋场的重要组成部分。复合衬垫界面的动力剪切强度较低,在地震作用下填埋场极易沿衬垫界面发生滑移,并进一步造成填埋场整体结构的失稳破坏。针对国内外现有填埋场中常见的糙面HDPE土工膜-压实黏土复合衬垫界面,利用大型界面动力直剪仪,开展了考虑剪切位移振幅因素影响的动力剪切试验,得到了糙面土工膜-压实黏土衬垫界面的应力-位移曲线及动剪切强度演化过程,并进一步分析了动剪切模量和动阻尼比的振幅相关性。通过与已有涉及其他类型衬垫界面的对比,分析了糙面土工膜-压实黏土作为填埋场复合衬垫的抗震有利因素。

太阳能激励下土工膜结构缺陷的红外监测研究

以实验室中厌氧反应池土工膜结构为研究对象,通过实验研究的方法,使用基于太阳能热波激励的热成像技术进行高密度聚乙烯(HDPE)土工膜结构缺陷检测的探索性研究。所提方法利用太阳能辐射作为热波激励,验证了利用云层遮蔽导致的太阳能辐射短期波动进行红外结构监测的可行性。此外,基于结构的瞬态变温过程应用红外热图像序列降温过程温度变化累加对比的方法,以增强缺陷区域的温度对比度。研究结果表明,利用太阳能辐射波动观察到的结构瞬态温度响应可用于确定土工膜结构是否存在缺陷。

某土工膜防渗土石坝渗漏险情成因分析

随着土工膜广泛应用于水库大坝防渗,土工膜缺陷引起的大坝渗漏问题严重威胁着水库大坝安全和工程效益发挥。针对某土工膜防渗调蓄水库主坝渗漏问题,建立有限元计算模型,计算了土工膜缺陷位置、尺寸对主坝浸润线、渗流场位势等渗流特性的影响,分析了渗漏成因,并结合高密度电法、安全监测资料、补充地勘资料进行验证。结果表明,渗漏原因为主坝坝体填土压实度较低、部分具有湿陷性导致主坝沉降量大引起坝坡土工膜受拉破坏;随着土工膜缺陷位置上移,浸润线高程先增大后减小,且局部有凸起现象;膜后消杀水头随土工膜缺陷尺寸增大而缓慢减小,随缺陷位置上移先基本不变后显著增大;桩号0+070断面上游坝坡与库底交界处上方附近、桩号0+270断面上游马道附近土工膜发生破损。研究结果可为同类工程病险诊断、设计和运行管理提供参考。

平原河网地区全库盆土工膜防渗水库膜下排水减压分析

平原河网地区地下水与河道联系紧密,在地质条件较差或有隔污等要求时建库,常采用全库盆土工膜防渗方案。为了满足土工膜抗浮稳定及防止气胀等问题,通过膜下布设排水管网进行排水减压。依托某引调水工程全库盆土工膜防渗平原水库,采用多孔介质渗流和管道流耦合的地下水流模拟方法,模拟复杂排水管网和库区岩土体共同作用的复合渗流场。通过对比不同排水方案、土层渗透性能等条件下的渗透压力分布表明,正交管网闭合小区内膜下渗透压力从小区中心向四周排水管逐渐降低,闭合小区内减压效果明显,坝脚位置膜下渗透压力明显高于库内区域,需增设坝脚排水管。淤泥质粉细砂层渗透性对膜下渗透压力影响较大,水库低水位运行期间应加强对膜下渗透压力的监测。研究结果可为平原河网地区全库盆土工膜防渗水库工程的渗控设计和安全运行提供参考。

铜车坝水库泥岩石渣坝复合土工膜与振冲碎石桩地基中混凝土防渗墙综合防渗体系的应力变形特性

铜车坝水库泥岩石渣坝综合防渗体系具有振冲碎石桩地基中设置混凝土防渗墙、柔性复合土工膜联结混凝土防渗墙等关键因素,为确保大坝防渗体系的安全性,采用大型三轴试验获得了坝料的邓肯模型参数,建立了准三维有限元模型,在土工膜与上、下垫层料接触部位均设置接触单元,反映土工膜与垫层料之间的接触特性,数值模拟了大坝施工与蓄水过程,阐明了复合土工膜与防渗墙综合防渗体系的应力变形特性。结果表明,泥岩石渣料属于低压缩性土,但其具有较为明显的强度非线性特性;防渗墙各时期的位移变形模式不同,围堰挡水期防渗墙水平位移偏向下游,竣工期逐渐向上游偏移,而蓄水期防渗墙在水压力作用下向下游发展,因此防渗墙上、下表面均存在一定的拉应力区域;土工膜的拉应变主要集中在防渗墙与土工膜的连接处,这是由于该地区刚度差异较大变形非协调所致。研究成果可为设计与施工提供重要的理论与技术支撑。

利用简化曲线交会法初步确定HDPE土工膜厚度

采用曲线交会法确定平原水库库盘土工膜厚度时,存在材料特性曲线难获得、需多次读图取数、重复试验次数多、可选择性小等不便之处。为此,基于曲线交会法的基本原理和材料弹性阶段的线弹性与双曲线应力-应变本构关系,推导了初步确定高密度聚乙烯(HDPE)土工膜厚度的简化曲线交会法(包括简化线弹性法和简化双曲线法),并对新疆某平原水库HDPE土工膜厚度的选取进行了计算分析。结果表明:(1)与曲线交会法相比,简化曲线交会法计算误差较小,拉应力安全系数误差平均约为2.22%,应变安全系数误差平均约为-4.24%,说明该方法较为准确合理;(2)当其他条件相同时,正方形孔隙拉应力安全系数最低,以其为该工程安全运用的判断基准;(3)对同一孔隙条件,安全系数随土工膜厚度增加而增加,且呈近似线性关系;(4)通过计算得到满足安全系数要求的HDPE土工膜厚度范围为≥0.5 mm。简化曲线交会法有助于土工膜厚度确定时的便捷计算,可以满足工程设计阶段初步确定HDPE土工膜厚度的要求。

土工膜缺陷对土工膜心墙堆石坝工作性能的影响分析

土工膜是土工膜心墙堆石坝的防渗体,土工膜缺陷会引起土工膜心墙堆石坝的渗透特征发生改变,导致坝体发生渗漏,坝体的工作性能亦受到较大影响。为研究土工膜出现缺陷后土工膜心墙堆石坝的工作性能,以某24 m高土工膜心墙堆石坝为例,采用数值模拟的方法,计算分析了缺陷大小、位置、数量及库水位变化等因素的影响。计算结果表明,缺陷高程在1/2库水位高度时,坝体的浸润线高度最高,渗流量最大;随着缺陷大小的增加,坝体内部浸润线高度及坝体渗流量均会增加;库水位的上升会导致坝体的渗流量及坝体内部浸润线增加,水位相同时不同的上升速率渗流计算结果基本一致;坝体的变形特征受单个土工膜缺陷的影响较小,与无土工膜缺陷变形量差距不足1 cm;土工膜缺陷出现会导致坝体稳定性减小。

糙面土工膜表面微凸体的法向变形规律

土工膜在垃圾填埋场衬垫系统中具有重要作用,其中糙面土工膜(GMX)与无纺土工织物(GT)的界面强度较低且极易发生滑坡。糙面土工膜表面分布着高度不均且随机分布的微凸体,而微凸体的细观力学特性决定了GMX/GT的界面强度。本文利用改进的大型直剪仪对GMX/GT界面进行了单轴压缩试验,并用轮廓仪测量了压缩前后的土工膜表面轮廓高度。将GMX/GT的接触模型进行简化,研究了在法向载荷逐渐增加时的粗糙表面微凸体的法向变形规律。通过将理论结果和试验结果进行对比,明确了土工膜表面微凸体的变形过程,从细观角度揭示了糙面土工膜的法向变形机理。

基于低场核磁共振技术PVC-P土工膜细观渗透机理研究

PVC-P土工膜的防渗性能是膜防渗结构乃至工程安全运行的关键。为避免传统上用渗透系数表征其渗透性能的弊端,运用多组渗透压力下土工膜垂直渗透试验数据和基于低场核磁共振技术获取的孔隙度,构建了渗透流量-孔隙度数学模型,结合孔隙和孔径动态分布探讨了用孔隙度评价其垂直渗透性能的适用性。结果表明:以1H原子为探针的低场核磁共振技术能够准确量测膜内孔隙和孔径分布;依据T2特征谱弛豫时间划分的微孔隙、中孔隙和大孔隙的占比以及孔隙范围内孔径的萎缩或发育是孔隙度变化的根本原因;孔隙度与渗透流量关联性较强,利用量测的饱和PVC-P土工膜孔隙度和构建的模型能够准确预测渗透流量。研究成果表明基于低场核磁共振技术测得的孔隙度可用于PVC-P土工膜防渗性能评价。

黏土对氡的阻隔性能研究

黏土是伴生放射性废渣覆盖层的重要组成部分,对其屏蔽性能的研究意义重大。通过自行设计的试验装置,开展了有关黏土屏蔽氡的性能研究,包括黏土类别、黏土水含量、乳液类别、黏土+土工膜等对屏蔽氡的影响。结果表明,蒙脱土是屏蔽能力较好的黏土,25%含水量蒙脱土的性能优于其他含水量的蒙脱土,蒙脱土+聚氨酯乳液、蒙脱土+土工膜均可获得理想的屏蔽效果。本研究结果为黏土用于屏蔽氡提供了一定的基础数据和理论指导。

土围堰防渗施工技术研究

介绍了土围堰防渗施工技术的特点及其原理,分析其工艺流程和操作要点,对传统的土石围堰施工技术进行优化,利用土工膜和砂砾-细粒土掺和料弱抗渗能力实现了基坑干处作业,大幅缩短了工期,降低了安全及环保风险与工程成本。

复合竖向阻隔屏障技术介绍与对比

为满足环保领域高防渗要求,复合竖向阻隔屏障技术得到了广泛应用。复合竖向阻隔技术是通过引入高性能防渗土工合成材料,与墙体回填材料,如土–膨润土、水泥–膨润土、土–水泥–膨润土等,组成复合防渗结构,以解决单层结构竖向阻隔屏障防渗等级不能满足环保要求的问题。HDPE土工膜竖向阻隔屏障和GCL竖向阻隔屏障是当前复合竖向阻隔屏障技术中的代表性技术,介绍两种复合竖向阻隔屏障技术的基本情况、土工材料连接和技术应用,为技术的选用提供参考。

Evaluation of Four Geomembrane-Mounted PV Systems for Land Reclamation in Southern Arizona

Four different PV （photovoltaic） systems deployed around Tucson Arizona on geomembranes are used to test the feasibility of converting mine tailings and landfills into solar energy generating sites. Differences between these deployed systems include： two types of geomembrane materials, two different module anatomies and two different locations. Module mounting techniques unique to mine tailing sites are described. Several system failures observed during the first two years of operation are explained here in detail. Validated predictions for the operating temperature of these systems and their associated electrical performance are presented. It was determined that PV modules mounted on light-colored thermoplastic with shielded wiring operate at lower temperatures, are structurally stable, and experience fewer wiring failures.

大型蒸发池HDPE土工膜施工工艺及质量控制

结合伊拉克南部拉塔维油田巴士拉天然气轻烃回收处理厂项目实例,介绍了大型蒸发池高密度聚乙烯(HDPE)土工膜的施工工艺和质量控制措施;阐述蒸发池HDPE土工膜的施工工艺和质量管理过程,以确保蒸发池HDPE土工膜的稳定性和安全性,以期望为相关工程提供技术参考。

复合土工膜防渗斜墙在碾压土石坝工程中的应用与质量控制

碾压土石坝因其技术简单、取材方便等特点,常作为矿山开采水利工程设施的流行坝型,为避免因有色金属渗漏而导致水源污染和生态破坏的潜在风险,采取有效的防渗措施对水坝的设计与施工至关重要。旨在探讨复合土工膜防渗斜墙解决方案,通过多层次结构的组合,包括长丝无纺土工布、双糙面HDPE膜、钠基膨润土毯等,形成可靠的防渗屏障,锚固于坝脚30 m外的截渗齿槽中,通过与土体的紧密结合,成功构建有效的防渗系统,以期为类似矿山建设水利工程设施的设计与施工提供有益的经验借鉴。

复合式深水围堰防渗体系施工技术研究

百色水库工程是广西西北旱片治理的骨干工程,在银屯进水塔的全年围堰建设中遇到深水围堰压实度难以保证、防渗风险高等诸多问题。对此提出钢板桩接土工膜的复合式围堰方法,并对施工工艺流程、材料及施工方法等进行研究,提出相应规范要求,最终高质量完成了广西境内最高(43 m)的围堰工程施工。通过现场质量检查和渗流监测结果可知,该围堰防渗体系实现了深水区域高土石围堰的高防渗功能,上述举措也成为工程关键技术之一。

高面膜堆石坝土工膜夹具效应试验方法研究

为了揭示不同锚固结构型式下,土工膜因夹具效应而变形乃至破坏的特性及机理,研制了一种面膜堆石坝夹具效应试验仪。试验仪可以模拟不同法向应力、不同垫层、不同锚固形式下,土工膜因夹具效应而被拉伸至不同距离的工况。试验仪能够在不破坏土工膜试样且不改变土工膜与垫层界面特性的情况下,通过观察窗与内窥镜阵列非接触测量手段,实时观测土工膜受拉状态。试验仪还可以进行多种优化方案的结构模型仿真试验,验证夹具效应优化方案效果。

庙沟水库复合土工膜受力变形敏感性分析

探究不同因素对庙沟水库土工膜受力变形的影响程度,对深入了解土工膜在实际工程环境中的性能,提高水库工程的安全性和可靠性至关重要。基于赫章县庙沟水库除险加固工程,采用数值模拟方法设计正交实验探究了黏土保护层不同参数对复合土工膜受力变形的影响程度,并采用极差分析法对正交试验结果进行分析。结果表明,复合土工膜竖向变形最大值受体积压缩模量系数变化的影响最为显著,弹性模量系数的变化对单宽拉应力和拉应变最大值的影响最为显著。