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土石坝防渗(复合)土工膜缺陷及其渗漏问题研究进展

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水利水电科技进展 2016年第1期36卷 16-22页

作者：岑威钧河海大学水利水电学院江苏南京210098

在国内外众多土石坝采用(复合)土工膜防渗的工程背景下,分析了坝面或坝内土工膜缺陷的类型及产生缺陷的原因。归纳总结了国内外已有(复合)土工膜缺陷渗漏问题的研究成果,认为现有研究成果不适用于解决高土石坝复合土工膜的缺陷渗漏问题... 详细信息

在国内外众多土石坝采用(复合)土工膜防渗的工程背景下,分析了坝面或坝内土工膜缺陷的类型及产生缺陷的原因。归纳总结了国内外已有(复合)土工膜缺陷渗漏问题的研究成果,认为现有研究成果不适用于解决高土石坝复合土工膜的缺陷渗漏问题。同时认为高土石坝复合土工膜的缺陷演化规律、缺陷渗漏对坝体渗流场分布及对大坝安全的影响,以及如何采取有效的限渗减漏措施预防和减小缺陷渗漏量,已成为高土石坝复合土工膜防渗工程发展的瓶颈。为此,建议对复合土工膜的缺陷渗流特性进行试验研究,同时采用理论分析、数值模拟和工程实例反馈分析等手段对土石坝中复合土工膜的缺陷渗流及缺陷演化等相关问题进行系统研究,以便为复合土工膜防渗高土石坝的渗漏安全评判、预防及修复等方面起到理论指导作用。

关键词：土石坝 (复合)土工膜缺陷渗漏模型试验数值模拟反馈分析

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随机多缺陷条件下土工膜防渗土石坝渗漏特性

水利水电科技进展 2018年第3期38卷 60-65页

作者：岑威钧都旭煌耿利彦和浩楠河海大学水利水电学院江苏南京210098 河北省水利水电第二勘测设计研究院河北石家庄050021

由于土工膜缺陷渗漏可能对土工膜防渗土石坝的防渗安全性造成隐患,采用饱和-非饱和渗流有限元理论,对坝面防渗土工膜多缺陷随机分布下的典型土石坝进行三维渗流场有限元模拟,合理考虑土工膜缺陷的数量、类型、位置、大小及其分布,重点... 详细信息

由于土工膜缺陷渗漏可能对土工膜防渗土石坝的防渗安全性造成隐患,采用饱和-非饱和渗流有限元理论,对坝面防渗土工膜多缺陷随机分布下的典型土石坝进行三维渗流场有限元模拟,合理考虑土工膜缺陷的数量、类型、位置、大小及其分布,重点分析土工膜的渗透量和缺陷渗漏量及膜后浸润面的变化规律。结果表明:与单缺陷条件下大坝渗流特性相比,坝面完好部分土工膜的渗透量变化不大,但多缺陷引起的渗漏量明显增大,导致大坝的总渗流量大幅增加。多缺陷会引起膜后坝体浸润面整体抬升,但局部浸润面高度变化与缺陷位置和数量明显相关,所在剖面缺陷位置越低,数量越多,浸润面抬升越明显。另外,膜后垫层水头局部分布规律与相邻缺陷渗漏的交叉效应相关。

关键词：土石坝土工膜缺陷渗漏孔状缺陷缝状缺陷随机分布

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内蒙古克什克腾旗蒸发塘缺陷渗漏试验研究

内蒙古克什克腾旗蒸发塘缺陷渗漏试验研究

作者：李霞中国地质大学（北京）

学位级别：硕士

防渗工程是解决水体渗漏和地下水、土体污染等问题的关键。本论文以内蒙古大唐国际克什克腾旗煤制天然气项目的污水蒸发塘防渗工程为依托，研究了高密度聚乙烯膜（High density polyethylene geomembrane，简称HDPE）+膨润土防水毯（Geo... 详细信息

防渗工程是解决水体渗漏和地下水、土体污染等问题的关键。本论文以内蒙古大唐国际克什克腾旗煤制天然气项目的污水蒸发塘防渗工程为依托，研究了高密度聚乙烯膜（High density polyethylene geomembrane，简称HDPE）+膨润土防水毯（Geosynthetic Clay liner，简称GCL）、HDPE+导排层+HDPE两种复合防渗结构在缺陷条件下的渗漏规律。取得的主要成果有：（1）实验测试了HDPE土工膜的物理、化学和力学性质;（2）防渗结构缺陷渗漏模型实验：1）模型实验：实验在长方体模型槽中模拟实际工程情况铺设材料，人为在HDPE膜上开孔，观测渗漏液以缺陷孔为中心在水平方向的扩散规律以及底部砂垫层中的水压力变化情况。2）为了获得准确的渗漏量数据，同时在垂直渗透仪上做渗漏量实验，评价了缺陷孔径大小、膜上水头高低对渗漏量的影响;（3）综合分析实验结果，选择出最优防渗结构;（4）实验对比几种抛填材料的抛填效果，为破损时的应急防渗提供建议。

关键词： HDPE土工膜 GCL防水毯防渗缺陷渗漏导排层

土工膜缺陷引起的土工膜防渗砂砾石坝渗漏数值模拟

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水电能源科学 2013年第4期31卷 69-73页

作者：孙丹沈振中崔健健河海大学水利水电学院江苏南京210098 河海大学水资源高效利用与工程安全国家工程研究中心江苏南京210098

为研究土工膜缺陷对土工膜防渗砂砾石坝渗流场的影响,基于某土工膜防渗砂砾石坝的实际情况,应用饱和—非饱和渗流理论,构建了三维有限元数值计算模型,并对土工膜缺陷条件下坝体和坝基渗流场进行了数值模拟,拟定了不同缺陷部位、尺寸的... 详细信息

为研究土工膜缺陷对土工膜防渗砂砾石坝渗流场的影响,基于某土工膜防渗砂砾石坝的实际情况,应用饱和—非饱和渗流理论,构建了三维有限元数值计算模型,并对土工膜缺陷条件下坝体和坝基渗流场进行了数值模拟,拟定了不同缺陷部位、尺寸的计算方案,分析了在不同压力水头下复合土工膜发生不同程度的破损对渗流场的影响,获得了土工膜防渗砂砾石坝缺陷渗漏渗流场的特性。发现单个土工膜缺陷的发生部位和大小对砂砾石坝的渗流要素(浸润线、渗透坡降、渗透流量)影响不大,对缺陷附近局部渗流场的影响较大,随着缺陷处压力水头或缺陷尺寸的变大,局部饱和区变大。表明单个土工膜缺陷渗流影响区域仅为缺陷附近垫层内部较小区域。

关键词：土工膜防渗砂砾石坝缺陷渗漏饱和-非饱和渗流三维有限元法渗流场

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考虑土工膜缺陷的石渣坝三维渗流特性分析

河海大学学报（自然科学版） 2021年第5期49卷 413-418页

作者：岑威钧陈司宁李邓军龚道勇河海大学水利水电学院江苏南京210098 水利部堤防安全与病害防治工程技术研究中心河南郑州450003 长江勘测规划设计研究有限责任公司湖北武汉430010

以某中型水库覆盖层上土工膜防渗石渣坝为例,重点考虑坝面土工膜缺陷不同的类型、大小及其分布等不利因素,采用有限元法对大坝及地基开展三维渗流场数值模拟,并根据大坝水头分布、渗流量和渗透坡降计算成果,对大坝防渗安全性进行分析评... 详细信息

以某中型水库覆盖层上土工膜防渗石渣坝为例,重点考虑坝面土工膜缺陷不同的类型、大小及其分布等不利因素,采用有限元法对大坝及地基开展三维渗流场数值模拟,并根据大坝水头分布、渗流量和渗透坡降计算成果,对大坝防渗安全性进行分析评价。结果表明:坝面土工膜缺陷主要影响坝体部分渗流场,局部抬高了浸润线,对坝基及两岸影响小;流经坝体部分的渗流量有大幅提升;缺陷附近膜后垫层发挥了防渗作用,局部渗透坡降增加明显。总体上,该大坝渗控安全能够满足正常运行要求。

关键词：土工膜缺陷形式缺陷渗漏水头分布渗流量渗透坡降石渣坝

水库工程防渗土工膜的强度、渗漏与稳定若干关键问题

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应用基础与工程科学学报 2017年第6期25卷 1183-1192页

作者：岑威钧温朗昇和浩楠河海大学水利水电学院江苏南京210098

土工膜作为性能优越的防渗材料,已较广泛用于水库防渗工程.从规范角度分析中国水库工程土工膜防渗土石坝发展速度滞缓的原因,并扼要阐述当前土工膜防渗设计时存在的主要技术疑虑.在此基础上,就设计中需重点关注的涉及土工膜强度分析、... 详细信息

土工膜作为性能优越的防渗材料,已较广泛用于水库防渗工程.从规范角度分析中国水库工程土工膜防渗土石坝发展速度滞缓的原因,并扼要阐述当前土工膜防渗设计时存在的主要技术疑虑.在此基础上,就设计中需重点关注的涉及土工膜强度分析、土工膜渗透机理、土工膜缺陷与缺陷渗漏、土工膜周边连接、坝面土工膜稳定性等若干关键问题进行深入阐述和分析,建议了合适的强度复核计算方法、缺陷控制措施、垫层设计思想、周边限漏连接设计及陡坡坝面土工膜增稳方法,期望能够消除或减轻设计人员使用土工膜防渗时的一些技术疑虑,促使土工膜在水库防渗工程中得以广泛应用.

关键词：水库工程土工膜强度分析缺陷渗漏周边连接设计增稳措施

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平原水库土工膜防渗特性分析

长江科学院院报 2016年第4期33卷 135-139页

作者：李传奇李超超王帅王静山东大学土建与水利学院济南250061 中国水利水电科学研究院减灾中心北京100048 山东省水利勘测设计院规设处济南250013

复合土工膜防渗措施是解决平原水库渗漏问题的有效手段。为了研究平原水库土工膜防渗特性,以山东省清源湖水库为例,采用数值模拟与现场实测相结合的方法,建立了基于饱和-非饱和渗流微分方程的土工膜防渗围坝渗流有限元分析模型,并将计... 详细信息

复合土工膜防渗措施是解决平原水库渗漏问题的有效手段。为了研究平原水库土工膜防渗特性,以山东省清源湖水库为例,采用数值模拟与现场实测相结合的方法,建立了基于饱和-非饱和渗流微分方程的土工膜防渗围坝渗流有限元分析模型,并将计算结果与实测数据进行了对比。研究表明:铺设土工膜防渗后,非饱和区域显著增加,忽略非饱和区域会使得渗漏量计算值偏小、浸润线及溢出点高度计算值偏低,令设计者低估渗漏的严重程度,不利于坝体的渗流稳定;土工膜缺陷因素(如缺陷的位置、尺寸、数目及与其下垫层的接触情况)对渗漏量和围坝浸润线亦有较大影响;土工膜缺陷及土工膜与下垫层的接触情况主要取决于施工质量,在施工期对土工膜缺陷进行严格控制,可有效减少渗漏量,对平原水库的安全运行具有十分重要的意义。

关键词：平原水库土工膜有限元分析模型缺陷渗漏浸润线

水库工程防渗土工膜的强度、渗漏与稳定若干关键问题

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水库工程防渗土工膜的强度、渗漏与稳定若干关键问题