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原文传递模拟高土石坝蓄水过程土工膜工作性态的试验装置及方法

专利名称：	模拟高土石坝蓄水过程土工膜工作性态的试验装置及方法
摘要：	本发明公开了一种模拟高土石坝蓄水过程土工膜工作性态的试验装置及方法，试验装置包括压力试验系统、加压系统和计算机；压力试验系统包括基座、垫层室、土工膜和压力室；垫层室内铺设有砂砾石。试验方法包括土工膜厚度选择、蓄水方式合理性评价和垫层水力特性研究。本发明通过综合分析和评价不同加压方式下土工膜的工作性态，为土工膜用于坝高150m级的高土石坝防渗设计时选择合适厚度的土工膜和检验大坝蓄水方式的合理性提供依据。另外，可以进一步研究土工膜顶破和刺破后垫层的水力特性，评估土工膜顶破和刺破后缺陷渗漏造成的危害程度，为实际工程中土工膜的修补与更换提供建议。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	河海大学
发明人：	岑威钧;都旭煌;李邓军;陈司宁;罗佳瑞;王辉;耿利彦
专利状态：	有效
发布日期：	2019-01-01T00:00:00+0800
申请号：	CN201810347497.2
公开号：	CN108918275A
代理机构：	南京经纬专利商标代理有限公司 32200
代理人：	石艳红
分类号：	G01N3/12(2006.01)I;G;G01;G01N;G01N3;G01N3/12
申请人地址：	211100 江苏省南京市江宁开发区佛城西路8号
主权项：	1.模拟高土石坝蓄水过程土工膜工作性态的试验方法，其特征在于：包括步骤1的土工膜厚度选择和步骤2的蓄水方式合理性评价；其中，步骤1、土工膜厚度选择包括如下步骤：步骤11，施加压力选择：以挡水高度150m的高土石坝所对应的水头压力1.5MPa作为试验优选施加压力；压力施加时，通过计算机控制加压系统按照2kPa/s的加压速率连续加压，当压力室内压力达到1.5MPa时，停止加压；步骤12，土工膜试样准备：将1.0mm、1.5mm和2.0mm厚的土工膜裁剪成所需要的大小；步骤13，试验装置组装：先将步骤12准备的1.0mm的土工膜试样铺设在垫层室中砂砾石颗粒的上表面，接着将压力室放置在土工膜上方，并与垫层室密封可拆卸连接；步骤14，加压试验：启动计算机和加压系统，按照步骤11选择的压力施加方式开始加压试验，试验过程中同时记录加压过程，加压过程中实时观察土工膜的变形以及是否出现破损；试验结果显示，1.0mm厚的土工膜试样在压力施加至1.26MPa时，出现破损；也即1.0mm厚的土工膜不能承受1.5MPa的水压力，停止加压，排空压力室中的水，清理土工膜和土工膜下垫层料；步骤15，不同厚度土工膜加压试验：将土工膜厚度更换为1.5mm和2.0mm，重复步骤12至步骤14；步骤16，防渗土工膜厚度选择：步骤15的试验结果显示，1.5mm和2.0mm的土工膜试样在压力施加至1.5MPa时，均未出现破损；也即1.5mm和2.0mm厚的土工膜均能承受1.5MPa的水压力，从土工膜的安全适用性，经济合理性以及施工难易程度考虑，选择1.5mm厚的土工膜作为挡水深度150m高土石坝的防渗土工膜；步骤2、蓄水方式合理性评价包括如下步骤：步骤21，加压方式选择：一种加压方式对应一种蓄水方式，根据蓄水深度、蓄水分期和蓄水速率三者的影响，选择如下三种加压方式：加压方式一：第1级加压速率为1kPa/s，连续加压至0.3MPa时，稳压20min；第2级到第7级每级加压速率为2kPa/s，每级加压0.2MPa，每级加压完成后稳压10min，达到1.5MPa后，持续稳压2h以上；加压方式二：第1级到第2级每级加压速率为1kPa/s，每级加压0.15MPa，每级加压完成后稳压20min；第3级到第14级每级加压速率为2kPa/s，每级加压0.1MPa，每级加压完成后稳压10min，达到1.5MPa后，稳压2h以上；加压方式三：第1级到第2级每级加压速率为0.5kPa/s，每级加压0.15MPa，每级加压完成后稳压40min；第3级到第14级每级加压速率为1kPa/s，每级加压0.1MPa，每级加压完成后稳压20min，达到1.5MPa后，稳压4h以上；步骤22，试验装置组装：根据步骤1选择1.5mm厚的土工膜，重新裁剪1.5mm厚的土工膜试样，并将土工膜试验铺设在垫层室中砂砾石颗粒的上表面，接着将压力室放置在土工膜上方，并与垫层室密封可拆卸连接；步骤23，加压试验：对步骤22中组装的土工膜采用步骤21选择的三种加压方式，分别进行加压试验，在三种加压方式加压过程中，土工膜均未出现破损，判定1.5mm厚土工膜能安全承受上述三种加压方式，进一步说明与三种加压方式相应的三种蓄水方式是合理的。
所属类别：	发明专利