土工膜防滲體抗滑穩定研究的現狀
①用土工離心模型試驗方法對均質壩上游土工膜防滲層的穩定性狀作了較為系統的研究,探討了土工膜類型、上游坡比和壓實黏土層的厚度三種因素對這類土工膜防滲體穩定性的影響規律。在此基礎上用極限平衡法推導了土工膜防滲層安全系數計算公式,用其求得的安全系數真實反映了土工膜防滲層模型的安全性。離心模型試驗結果和建立的穩定分析公式為用壓實土層代替碎石墊層鋪設土工膜防滲層提供了先例和設計計算方法,可大大節省工程費用。
②采用非連續變形分析方法,對衛生填埋場復合型邊坡的地震穩定性和永久變形進行了詳細的計算分析,探討了邊坡傾角、土與土工膜之間的摩擦系數、邊坡的長度、覆蓋土層的厚度以及地震加速度對邊坡的穩定性和永久變形的影響。由邊坡的破壞形式討論了復合型邊坡的破壞機理,為衛生填埋場復合型襯墊層的穩定設計提供參考。
③斜墻復合防滲體(含苯板防凍層)近年來廣泛應用于土石壩建設中。復合防滲體在壩體中起著舉足輕重的作用,其穩定性直接影響了整個壩體的穩定。而混凝土板、土工膜、苯板相互結合作為壩體的復合防滲體的一種形式,目前仍缺乏可靠的理論依據。因此有學者對土石壩斜墻復合防滲體(含苯板防凍層)在水庫遭遇風浪的運行工況下進行了結構穩定分析和應力分析。其充分利用新疆恰拉水庫運行經驗進行分析論證,填補了國內寒冷地區平原水庫混凝土板護坡復合防滲體的穩定計算空白,為指導新型材料在土石壩護坡設計中的應用發揮了積極的作用。
④通過對恰拉水庫護坡復合土工膜保溫苯板與土石介質在水分飽和狀態下防滲體抗滑穩定進行試驗、分析研究,歸納出在不同介質情況下的摩擦系數及抗滑穩定性,為護坡設計提供設計參考。
⑤對復合土工膜斜墻防滲的碾壓式均質土壩的壩坡穩定性進行了計算分析,主要考慮土工膜存在缺陷滲漏量時膜后浸潤線對壩坡穩定性的影響,計算采用剛體極限平衡理論,分析結果表明膜后浸潤線的高低對壩坡穩定性有明顯影響。
⑥以外秦淮河整治工程為背景,分析研究了外秦淮河堤防背水面在岸坡飽水工況下有或無土工膜設置時的滲透穩定性和抗滑穩定性。針對退水工況設計了3種滲透系數計算方案,分別對堤防臨水面在有無土工膜時的滲透穩定性和抗滑穩定性進行了動態模擬,分析比較了有或無土工膜時堤防穩定性的差別以及滲透系數的變化對其差別的影響,從而對外秦淮河堤防在運行情況下的穩定性做出了評價,對土工膜鋪設對堤防穩定性的影響形成了一些有益的結論。
⑦南沙河水庫、上下肚水庫加固、深圳市松子坑供水調節水庫土壩、馬尾湖水庫大壩,都應用了土工膜防滲體并進行了穩定分析。在穩定分析中都遵循的是顧淦臣建議的方法,即抗滑穩定計算按壩坡保護層沿薄膜平面滑動考慮。在穩定分析中分為兩種情況:一是當護坡堆石和過渡層透水性良好,水庫水位下降時浸潤線與庫水位同步下降,則堆石和過渡層處于潮濕狀態,其密度為濕密度;二是當護坡堆石和過渡層透水性不良,水庫水位下降時浸潤線不下降,則護坡與過渡層處于飽和狀態,為飽和密度,滑動力以飽和密度計,但抗滑力以干密度計。
⑧聚乙烯土工膜是近期研制生產的一種新材料,具有寬幅和物理性能好等特點。防滲層采用可裝拆式薄層預制混凝土加砂墊層覆蓋,將防浪護面和膜上保護層合為一體,塊間設計成楔形和斜形接縫,以適應可能引起的板間錯位裂縫。結構穩定的角度論述了此種結構形式的經濟合理性。