斜心墙几何形状及施工程序进度对土坝防渗墙中负表面摩擦形成的影响

摘要

土体固结造成的沿防渗墙的负表面摩擦(NSF)在大坝工程中受到高度关注.负表面摩擦是由沿防渗墙界面和固结土体的相对运动引起的下剪应力形成的,即沉降土体从防渗墙经过时形成的.由于施工程序进度和土体固结是与时间相关的,所以负表面摩擦的形成也是与时间相关的.在潮湿的天气时可以在透水下游区进行上游面附近的斜心墙施工,在干燥的天气时在倾斜防渗区进行后续施工.因此,该位置往往确保了施工速度的提升.本文旨在确定斜心墙几何形状和施工程序进度对土石坝防渗墙中负表面摩擦的影响.为此,进行了一些数值分析来考虑坝基土体固结,并使用基于有限差分法(FDM)的FLAC-2D软件模拟流固全耦合现象.由于固结增强在防渗边界及周边原土体可能出现的滑移,故而在这一部位采用了接触单元.计算结果表明,施工进度和斜心墙几何形状使防渗墙侧面所受剪应力及土体固结过程中沿截水轴反转的某些地方的剪应力方向发生重大变化.因此,应采用大小适当的防渗墙,以使其不仅能承受负表面摩擦,而且有利于保证安全的环境,具有适当的防渗功能.