水資源是人類社會發(fā)展的重要支撐之一 , 而水庫作為調(diào)蓄和供水的關(guān)鍵設(shè)施 , 在水資源管理中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。復合土工膜是一種具有多層結(jié)構(gòu)的防滲材料 , 廣泛應用于防滲、加固和水庫防護工程中 , 其受力變形特性直接關(guān)系到水庫工程的整體安全性和可靠性。然而 , 在實際工程應用中 , 由于各種外部因素的影響 , 復合土工膜的應力變形復雜多變。因此 , 結(jié)合實際工程對水庫復合土工膜受力變形敏感性進行分析顯得尤為重要。
目前 , 已有多位學者針對復合土工膜的應力變形開展了相關(guān)研究 , 以某項目為例 , 通過建立三維有限元模型和利用 MIDAS/GTS 軟件 , 對正常蓄水期、正常蓄水期加Ⅷ度地震烈度和無膜情況下的壩體和復合土工膜心墻進行模擬 , 結(jié)果表明復合土工膜在很大程度上抑制了壩體的應力變形。通過模擬高土石圍堰的填筑過程和土工膜力學、滲流特性 , 結(jié)合實際工程 , 分析了土工膜防滲高土石圍堰在施工和運行過程中與混凝土防滲墻的運行狀態(tài)。通過建立三維非線性有限元模型 , 模擬施工填筑和蓄水過程 , 分析了蓄水期壩體、庫底回填料和土工膜的變形應力情況 , 研究結(jié)果顯示 , 在蓄水期壩體變形規(guī)律性好、應力分布合理 , 土工膜安全系數(shù)符合規(guī)范。
在現(xiàn)有研究中 , 對于復合土工膜在水庫工程中的受力變形敏感性的研究相對較少 , 在此背景下 , 本研究依托赫章縣廟溝水庫除險加固工程 , 旨在對黏土保護層參數(shù)對復合土工膜受力變形的敏感性進行深入分析 , 研究成果可為水庫工程的設(shè)計、施工和維護提供有力的技術(shù)支持和指導 , 推動水庫工程的可持續(xù)發(fā)展。復合土工膜在受到荷載作用時,若單寬拉應力及拉應變最大值越小,則產(chǎn)生拉伸破壞的幾率越小,反之,則越容易出現(xiàn)拉伸破壞,因此對復合土工膜單寬拉應力及拉應變最大值影響較為顯著的彈性模量系數(shù)及彈性模量指數(shù)進行深入研究。分析了黏土保護層參數(shù)對復合土工膜受力變形的敏感性,得出以下結(jié)論：
1）體積壓縮模量系數(shù)對復合土工膜豎向變形最大值影響最為顯著,變形模量指數(shù)次之；復合土工膜單寬拉應力及拉應變最大值受彈性模量系數(shù)變化的影響最為顯著。
2）復合土工膜單寬拉應力及拉應變最大值隨著彈性模量系數(shù)的增加逐漸增大,彈性模量系數(shù)由初始值增大20%和由初始值降低20%,對應的單寬拉應變及拉應力最大值的降低幅度分別為37.1%和34.92%。
3）隨著彈性模量指數(shù)的增加,復合土工膜單寬拉應力及拉應變最大值呈現(xiàn)出降低趨勢,彈性模量指數(shù)分別由初始值降低20%和增大20%,對應的單寬拉應力及拉應變最大值的降低幅度分別為7.4%和8.9%。
