光面土工膜防渗土石坝的渗流分析方法

当水压较低时，渗透系数随压力的增加而加大．这是因为不断增大的水压力会使土工膜中潜在的微细观“孔隙”或“裂隙”通道不断被水击穿，从而增加了渗透通道，加大了过水量。而当膜上水压力较大时，渗透系数随压力的增加反而减小。这是由于较大的水压使土工膜厚度压缩，土工膜在平面内发生膨胀，使得膜内原先敞开的渗水通道不断闭合或阻塞，渗透性降低，故而渗透系数也随之逐渐减小。因此，土工膜应该存在某一特定压力下的渗透系数。

性能完好的土工膜渗透系数位于10-11～10-13cm/s，比渗透性10-7～10-9cm/s的混凝土更小。由于土工膜厚度很小，用常规有限元法对土工膜防渗土石坝进行网格剖分和计算时，不易模拟厚度仅毫米级的土工膜渗流行为。通常将土工膜放大处理成具有一定厚度的等效多孔介质。土工膜的厚度增大n倍，土工膜法向渗透系数增大n倍，膜平面渗透系数减小1/n倍。

根据这一方法比较计算发现，不同的土工膜厚度放大倍数下，浸润线仅在土工膜厚度等效区内有较大区别，膜后坝体部位基本保持不变; 而渗流量虽随着土工膜厚度放大倍数的增大稍有减小，但在同一量级内变化微小，说明按流量等效原则将土工膜放大处理是可行的。计算也表明土工膜后坝体浸润线高度主要取决于膜后土石料的渗透性，基本不受土工膜渗透性的影响。

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