填筑过程以及蓄水条件下 的应变特性
参考某高土石围堰
防渗心墙设计模型,开展
的离心模型试验,研究填筑过程以及蓄水条件下
的应变特性。根据围堰原型,按模型比尺1:100设计模型。
模型箱尺寸1.00m(长)×0.40m(宽)×0.80m(高)。模型堰体总高44cm,上游面坡度为1:1.8,下游面坡度为1:1.65,
两侧分别采用5cm厚的垫层。堰体填料选用原型场地粗砂,干密度为1.81g/cm3,垫层料选用细砂,干密度1.64g/cm3。所用填料与原型围压填料缩尺后级配相似。
模拟以抗拉强度、伸长率以及膜砂间界面摩擦系数满足相似条件为原则,近似选用抗拉强度0.2kN/m、伸长率为30%、与垫层料界面摩擦系数0.29的织布代替土工膜,以避免放大土工膜的作用。由于模型箱尺寸限制无法模拟整个土石坝,仅模拟围堰重要的中下游部分。
采用
进行围堰防渗设计时,在水压力的作用下容易在
与底部防渗墙及两侧山体搭接部位产生应力集中,最大拉应力出现在
与两侧山体搭接的上部(S3点),而可伸缩柔性搭接可以改善水压力导致的土工膜局部拉应力增大,最大出现在模型底部两侧。
(1)采用直线型铺设与锚固联接时,土工膜各区域主拉应变值明显大于S型铺设锚固联接时的对应值,表明S型铺设的土工膜受力更合理;
(2)S型铺设锚固联接的围堰沉降变形要更小,S型铺设土工膜起到了明显的加筋作用;
(3)土工膜在锚固联接处局部有应变集中现象,而柔性联接处于刚性联接与无联接之间,变形协调性更强,可改善土工膜应变状态,使其分布更加均匀,显著降低最大主拉应变值;
(4)采用的土工膜模拟算法能较好地反映离心模型试验的成果,验证了算法的可靠性。