水庫水位聚降時土工膜防滲保護層飽和程度
在庫水位降落前,土石壩已經歷一個高的庫水位,形成穩(wěn)定的滲流場,浸潤線以下的土工膜防滲結構的保護層和上墊層處于飽和狀態(tài),并在上覆土體的重力作用下充分地固結。如果水位降落的速度超過孔隙水壓力的消散速度,將會產生超靜孔隙水壓力,從而將在壩體土工膜防滲結構內殘留較高的剩余孔隙水壓力。所以,在庫水位驟降期壩體土工膜防滲結構的安全系數會降低。孔隙水壓力的計算方法主要有以下4種:
(1)對于非粘性土,由于骨架不可壓縮,庫水位降落引起的孔隙水壓力的變化取決于孔隙水隨水庫水位降落而排出的速度和方向。此時,需要通過滲流計算確定水庫水位驟降期壩體土工膜防滲結構內的浸潤線位置,繪制瞬時流網,從而定出水庫水位驟降期壩體土工膜防滲結構的孔隙水壓力。
(2)通過滲流計算確定水庫穩(wěn)定滲流期壩體土工膜防滲結構內的浸潤線位置,繪制瞬時流網,從而定出穩(wěn)定滲流期壩體土工膜防滲結構的孔隙水壓力,然后計算庫水位驟降期壩體土工膜防滲結構的孔隙水壓力。
(3)通過在土石壩中埋設的監(jiān)測設備來確定庫水位驟降期壩體土工膜防滲結構的孔隙水壓力。
(4)目前常采用的是“代替法”,也就是將水位降落后水下的土體重量按浮重度計算,從而不必專門計算孔隙水壓力的大小。可以這樣做的原因有3個:①壩體土工膜防滲結構的抗剪強度是由庫水位驟降前在浮重作用下壩體土工膜防滲結構處于固結狀態(tài)時的應力狀態(tài)決定的。②利用流網計算孔隙水壓力,雖然其精度是能夠保證的,但是計算起來卻十分繁瑣,且繪制流網有時十分困難。而壩體土工膜防滲結構的保護層和上墊層的厚度和整個壩體相比是很薄的,一般就是0.75m左右。在這樣小的土體內繪制流網,難度較大。③在較薄的土體內采用“代替法”計算孔隙水壓力其精度是可以保證的。
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