特高土心墙堆石坝坝基防渗体渗流-溶蚀特征研究

作者：徐力群; 赵邵峰; 沈振中; 刘得潭; 甘磊; 张志银

来源：水利学报, 2023, 54(08): 942-954.

DOI：10.13243/j.cnki.slxb.20230010

• 渗流-溶蚀耦合模型
• 水泥基材料
• 坝基防渗体
• 堆石坝
• 服役年限
• 长河坝

针对渗透溶蚀效应下特高土心墙堆石坝的渗流与溶蚀问题，构建了以孔隙水压力、固相钙浓度与钙离子浓度为自由度的水泥基材料渗流-溶蚀耦合模型。以长河坝工程为背景，研究了特高土心墙堆石坝的渗流溶蚀特征，探讨了渗透溶蚀效应下特高土心墙堆石坝的失效标准，预测了坝体的服役年限。渗透溶蚀效应降低了坝体的防渗能力，服役100 a后坝体浸润线逸出点将较初始时刻抬升1.95 m;随着服役年限的增加，覆盖层、副防渗墙的渗透坡降增加，心墙、主防渗墙和防渗帷幕的渗透坡降降低；水泥基材料固相钙溶蚀相对严重的区域集中在两道防渗墙中下部、固结灌浆靠下游侧及防渗帷幕，靠近复合土工膜和高塑性黏土的坝基防渗体溶蚀程度较低。从固相钙的分解率、渗透系数、渗流量、渗透坡降和边坡稳定等角度分析，认为考虑渗透溶蚀效应时长河坝的服役年限约为68.3 a,降低主防渗帷幕的初始渗透性可较为有效地延长坝体服役年限。特高土心墙堆石坝坝基水泥基结构渗透溶蚀效应不可忽视，其设计、运行及维护应充分考虑水泥基材料的渗透溶蚀效应。

• 单位
  四川大唐国际甘孜水电开发有限公司; 大唐水电科学技术研究院有限公司; 河海大学; 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室