土体含水率对防渗土工膜膜下气场的影响分析.PDF

第 04 期 （总第 383 期 ） 吉 林 水 利 2014 年 04 月 ［文章编号 ］ 1009-2846 (2014) 04-0016-03 土体含水率对防渗土工膜膜下 气场的影响分析 程玉亮 （辽宁省农村水利建设管理局 ， 辽宁 沈阳 110003） ［摘要 ］ 本文采用室内模拟现场实际情况的试验方式 ， 分析平原水库在采用土工膜防渗情况下的土体初始含水 率对膜下气场的影响 。 结果表明 ： 膜下土体初始含水率对膜 下气场有明显影响 ， 并在含水率为 20%情况下 ， 膜 下气场产生达到极致 。 根据分析结果 ， 对平原水库土工膜防渗排气方案提出建议 。 ［关键词 ］ 含水率 ； 防渗土工膜 ； 膜下气场影响 ［中图分类号 ］ TV 443 ［文献标识码 ］ B 非饱和土渗流是土壤孔隙中不相混溶的土壤 渗失效 。 影响膜下气场 的因素有土体含水率 、 干 空气及水流相互替代的过程 ， 是一种涉及土壤空 密度 、 土体裂隙发育程度及膜上荷载 ， 土体初始 气和水的两相流运动 [1-2] ， Youngs 和 Peck [3] 认为 含水率是非饱和土渗流 的关键影响因素 ， 因此本 入渗初期 ， 土层表面土体很快达到饱和 ， 随着水 文主要研究土体含水率对膜下气场的影响 ， 并对 的入渗不断驱赶土体中的气体 ， 致使气压力逐渐 工程设计 、 施工提出建议 。 增 加 ， 直 至 达 到 土 体 的 进 气 值 气 体 开 始 逸 出 。 Touma 和 Vaucline [4] 认为气体达到临界 压力时 ， 1 试验装置及试验方法 气体开始逸出 ， 当气体突破临界压力之后 ， 气压 便稳定在这个值上面 ， 并将气体突破时的临界压 1.1 试验装置 力定义为 。 Peck [5] 还认为这个对应压力为土的进 试 验 装 置 如 图 1 所 示 ， 试 验 装 置 主 要 由 土 气值 、 最小相对饱和区深度和土表面水压三者之 柱 、 测 量 装 置 、 供 水 装 置 和 土 工 膜 封 闭 系 统 组 和 。 气体开始逸出之后 ， 由于气体逸出速率大于 成 。 土 柱 桶 由 5mm 厚 有 机 玻 璃 筒 制 成 （ 内 径 水的入渗速率 ， 土中气体压力逐渐减小 ， 当减小 30.0cm ， 高度 28cm ， 土柱高度 25cm ）， 其底面设 到一定程度时 ， 气体停止排气 。 随着水的不断入 置 15 个 2mm 小孔 ， 侧面封闭 ， 气体从土柱正面 渗 ， 土中气体压力开始逐渐增大 ， 直至气压出现 面排出 ， 受土工膜封闭 。 测量系统采用排水取气 新的突破 。 经历了多次的气压增大和减 小之后 ， 法测量气体体积 ， 测量气泡压力情况下将集气瓶 最终区域常数值 。 换成 U 型压力计 。 平原水库土工膜防渗的施工和铺膜压重常在 1.2 试验方法 旱季 ， 此时地下水位较深 。 转到雨季地 ， 下水位 ○1 计算 指 定膜上荷载所 需 要水量 ， 将水 缓 上升 ， 地下水入渗到膜下非饱和土体中 ， 挤压非 慢倒入膜上表面 ， 作 为膜上荷载 。 饱和土孔隙中气体 ， 孔隙中气体被驱赶至土体表 ○2 预先向整理箱 中注水 19.8,可以保证 在玻 面 ， 而土工膜封闭 ， 气体无法排出 ， 致使体积压 璃筒放入整理箱 中时 ， 筒外水位为 27 ，