大坝为土工膜防渗石渣坝

     某水库大坝为土工膜防渗石渣坝，坝面利用复合土工膜作为面板进行防渗。对该水库大坝建立三维非线 性有限元模型，模拟大坝填筑施工、复合土工膜铺设及水库蓄水过程，分析了竣工期和蓄水期下坝体和复合土工膜 的应力变形情况，论证了该土工膜防渗石渣坝结构设计的合理性。计算结果表明，蓄水前后坝体的位移和应力分 布符合一般规律，且蓄水对坝体安全有利，坝体不会出现剪切破坏; 复合土工膜在坝面下半部分由于受边界约束出 现拉应变，产生拉应力，但计算得到的横向和纵向安全系数均满足规范要求，土工膜安全可以得到保证。

土石坝因就地取材，施工方便，为水库工程建设 的首选坝型。中国已建的近 10 万座大坝中，土石坝 的数量最为庞大，约占总数的 93% 。对于土石坝而 言，防渗问题是大坝成功建设的关键问题之一［1 － 3］。 由于复合土工膜具有防水性能好、适应变形能力强、 化学性能优异、施工方便等优点［4 － 6］ ，因而被广泛地 应用在土石坝工程中，如早期的塘房庙土工膜心墙 坝［7］、石砭峪沥青混凝土斜墙坝［8］ ，后期的仁宗海 土工膜面板坝［9］、西霞院土工膜斜墙坝等［10］。

石坝工程采用复合土工膜进行防渗设计。根据国内 外学者对多项工程土工膜质量监测数据分析，由于 施工和运行期间土石坝坝体结构变形大，会造成坝 面土工膜变形，局部可能会出现拉应力区，因此使用 土工膜作为防渗体时应重点分析土工膜的受力变形 特性［11 － 12］。 本文针对坝面采用复合土工膜防渗的某中型水 库石渣坝，采用三维非线性有限元法，建立该土工膜 防渗石渣坝的三维有限元模型，模拟大坝填筑施工、 复合土工膜铺设及水库蓄水过程，计算和分析蓄水 前后坝体和坝面复合土工膜的应力变形特性，论证 了该土工膜防渗石渣坝结构设计的合理性。