土石坝土工膜渗透特性研究及应用

李景宏

(南水北调东线山东干线有限责任公司，山东 济南 210000)

1 引 言

防渗结构是土石坝的关键部位之一，易发生渗漏破坏。目前，土工膜广泛应用于土石坝中。然而，土工膜在安装过程中以及在其整个使用寿命中都很容易受到穿孔和撕裂的损坏，这些缺陷影响了土工膜作为渗透屏障的有效性，从而导致土工膜衬里漏入大坝。土工膜在大坝中的作用包括减少渗漏、提高稳定性和长期性能、降低施工成本。由于运输成本高，在没有合适土壤的情况下，筑坝材料的成本会显著增加[1]。土工膜衬垫是一种经济有效的工业产品替代品。即使有缺陷，土工膜也能减少通过土壤的渗漏量。建立了复合材料衬里系统缺陷泄漏的新方程。有限元分析表明，有缺陷的土工膜坝不会产生与无衬砌坝相似的孔隙水压力。通过在大坝上游铺设土工膜，提高了大坝的安全系数[2]。

土工膜耐久性试验主要内容是分析外界各种环境因素对土工膜材料耐久性的影响。通过各种环境测试模拟气候环境、极端温度等环境条件下的温度和湿度循环，该方法可使得材料加速失效，从而可以验证该材料符合研发、设计和制度的要求[1]。

本文从土工膜的渗透特性入手，通过对实测数据的反馈分析，得到了土工膜的平均渗透系数，解决了土工膜缺陷难以确定的问题。也研究了不同因素对土工膜耐久性的影响，对不同老化时间的土工膜进行了宽幅拉伸试验、梯形撕裂试验以及拉伸试验。……