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復合土工膜防滲體滲流計算模型
作者:復合土工膜 發布日期:2020-04-15 08:34

   在以往的復合土工膜(土工膜)土石壩工程,特別是復合土工膜面板(斜墻)防滲的滲流計算中,都將復合土工膜折合成等效厚度的粘土防滲體,再進行水力學計算。通過分析可以發現,這種方法存在著不小的誤差。
  a.等效土體法滲流計算模型
    設水流以速度v,通過厚度為T、斷面面積為A的土體時,滲透流量為Q,則根據Dancy定律可得,當水流以不變的流量Q通過土體時,由于土體斷面面積A為定值,而土體兩側的水頭差H可認為基本不變,因此滲透系數k與土體厚度成正比。
      由于復合土工膜的厚度極薄,以往在復合土工膜防滲體土石壩工程的滲流計算中,一般都先將復合土工膜按滲透系數折合成等效厚度的粘土防滲體,然后再進行滲流計算。
  b.考慮復合土工膜正交異性的滲流計算模型
    從微觀上來看,復合土工膜沿其法向呈現出土工膜層和土工織物層交替出現的現象,而土工膜層與土工織物層的滲透特性相差很大,尤其是法向的滲透系數往往相差若干數量級,因此在滲流計算時,有必要考慮復合土工膜正交異性的滲流特性。

    (1)正交異性材料滲透系數的確定
    平面二向滲流問題中,正交異性材料是指在這種材料的任意一點上都存在兩個相互垂直的對稱面,垂直于對稱面的方向互為滲透主方向。在滲透主方向上,材料的滲透特性是相同的。平行于滲透主方向的坐標軸為滲透主軸。
(2)復合土工膜滲流計算模型
    由于復合土工膜厚度與壩體其它材料相比太小,因此在有限元計算中難以對其進行模擬,所以在將復合土工膜視作正交異性體進行有限元計算時,必須把復合土工膜的厚度適當放大,以便于在有限元計算中選取單元并確保計算精度。下面以復合土工膜防滲面板型式為例進行分析。




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