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土工膜膜下气体主要包括两部分
作者:宏祥新材料  时间:2019-06-14 12:58:58     分享:
对于不透水隔膜板的平原水库,工程完成后,岩土体将膜下非饱和土层与大气分离。膜下气体主要包括两部分:一是非饱和土中的孔隙气体;二是铺筑过程中,土工包体与非饱和土之间的封闭空气。

水库蓄水初期,当土工膜存在缺陷时,库水会将土工膜的缺陷向膜水渗透,使非饱和土不断渗漏,产生以下两个方面的负面影响:(1)泄漏容易进入由粗砂的强透水性沙沟排气系统,沿着沙沟和流动,侵占粗砂的孔隙空间,一个封闭的膜在沙沟排气通道,产生水阻力现象,使这部影片不能通过膜气体沙沟,在正常流量止回阀排气系统。(2)渗水继续沿非饱和土渗透,当渗流接触地下水时,渗流、土工膜和地下水将原始库区膜下统一的非饱和土空间划分为若干相对封闭的瓦斯空间。将逐渐上升同时,地下水位的不断泄漏,从非饱和土孔隙空间,气体推动大多数孔隙气体(少量孔隙气体被困在封闭的泡沫的形式),最终聚集在土工膜膜在非饱和土孔隙气体在封闭空间,天然气的地层压力(相对于大气压)。加压气体引起土工膜膨胀变形,表现为土工膜局部或大面积漂浮。随着水库水的不断渗透和地下水位的不断升高,土工膜承受的顶升压力越来越大,引起的溶胀变形也越来越大。当膨胀变形超过土工膜的变形极限时,土工膜将受到气胀变形和气爆的破坏。此外,库区地下水水位的升高和库区周围水库水位的突然下降也可能引起地膜胀气现象。

土工膜膜下气体主要包括两部分
 
对于完整的土工膜,当膜下水位保持不变,膜上水位从0m上升到3.90m,保持21.3h时,膜下非饱和砂土孔隙气体压力基本保持不变。结果表明,3.9 m水头下膜的水压力只会引起非饱和砂土的轻微压缩变形,不会引起非饱和砂土孔隙气体明显聚集形成压缩气体,也不会引起土膜的气体膨胀。因此,可以推断,一般平原水库的蓄水深度约为5 ~ 12m。由于砂土在低压下的压缩性相对较小,水的压力对有砂土基础的平原水库不会造成明显的平坦性。

当土工膜被人为刺穿,且土工膜上的水位较高时,水通过土工膜破碎点渗透到非饱和砂土中。随着渗水量的增加,膜下非饱和砂土的孔隙压力逐渐增大。在46.5h,人工打开三个孔后孔隙压力急剧上升,说明土工膜损伤越严重,泄漏量越大,膜下孔隙压力上升越快,并伴有明显的气泡排出。这说明土工膜渗漏缺陷会导致土工膜下非饱和砂土孔隙中气体的积聚和上升,并沿土工膜渗漏点逐渐排出。

当泄漏达到稳定时,膜下气体排放过程基本结束,膜下非饱和土变为饱和土,孔隙压力达到最大值。在排水过程中,孔压随着膜上水头的减小而减小。当水从膜中排出时,孔隙压力随着水从膜中排出而减小。当水位低于孔隙压力时,孔隙压力恢复到原来的值。
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