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高聚物防渗墙在交通荷载作用下的应变特征

郭成超 杨建超 石明生 蔡兵华 李忠超

郭成超,杨建超,石明生,等. 高聚物防渗墙在交通荷载作用下的应变特征[J]. 水利水运工程学报 doi:  10.12170/20190520001
引用本文: 郭成超,杨建超,石明生,等. 高聚物防渗墙在交通荷载作用下的应变特征[J]. 水利水运工程学报 doi:  10.12170/20190520001
(GUO Chengchao, YANG Jianchao, SHI Mingsheng, et al. Strain characteristics of polymer anti-seepage wall under traffic load[J]. Hydro-Science and Engineering(in Chinese)) doi:  10.12170/20190520001
Citation: (GUO Chengchao, YANG Jianchao, SHI Mingsheng, et al. Strain characteristics of polymer anti-seepage wall under traffic load[J]. Hydro-Science and Engineering(in Chinese)) doi:  10.12170/20190520001

高聚物防渗墙在交通荷载作用下的应变特征

doi: 10.12170/20190520001
基金项目: 国家重点研发计划资助项目(2017YFC5002600)
详细信息
    作者简介:

    郭成超(1973—),男,河南南阳人,副教授,博士,主要从事基础设施安全维护理论与技术研究。E-mail:guocc@zzu.edu.cn

  • 中图分类号: TV543;TV641

Strain characteristics of polymer anti-seepage wall under traffic load

  • 摘要: 高聚物防渗墙是针对土质堤坝防渗加固的新型防渗技术,具有施工快捷方便、防渗性能优良、绿色环保等诸多优势,在实际工程中应用越来越广泛。为研究高聚物防渗墙的应变特征,以堤坝模型试验为基础,建立堤坝高聚物防渗墙三维有限元模型,分析了交通荷载(大车正载、大车偏载、动态冲击荷载)作用下防渗墙的横向应变以及竖向应变,并且通过与现场模型试验结果对比,验证了数值模型的合理性,得出高聚物防渗墙的应变随深度呈现先快速增大至峰值后减小至稳定状态的三段式变化规律。同时得到了在相同位置作用不同冲击荷载和防渗墙在不同位置作用相同冲击荷载时的应变变化曲线。结果还表明高聚物防渗墙表现出一定的柔性特征,有利于防渗墙防渗功能的发挥。
  • 图  1  模型网格划分

    Figure  1.  Model meshing

    图  2  大车正载和偏载作用下的横向应变和竖向应变云图

    Figure  2.  Contours of lateral and vertical strains under normal and offset loads

    图  3  静载作用下应变随深度的变化

    Figure  3.  Strain variation with depth under static load

    图  4  静载作用下应变随深度变化的模拟值和试验值对比

    Figure  4.  Comparison of simulated and experimental strain versus depth under static load

    图  5  冲击荷载位置

    Figure  5.  Location of impact load

    图  6  位置1~3施加不同荷载的竖向应变

    Figure  6.  Lateral and vertical strain when apply different loads at position 1~3

    图  7  5T荷载作用下不同位置的竖向应变

    Figure  7.  Lateral and vertical strain when apply 5T at different positions

    图  8  竖向应变时程曲线()

    Figure  8.  Vertical strain time history curves

    表  1  材料参数

    Table  1.   Material parameter table

    材料密度/(kg·m−3)E/MPaμc/kPaφ
    路堤土2 0008.00.353030
    路基土1 9508.10.302515
    高聚物240.00180.00.20
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  • [1] 魏剑宏, 晃旭, 卢立新, 等. 水泥土搅拌桩成墙技术在黄河工程中的应用[J]. 人民黄河,2003,25(11):22-23. (WEI Jianhong, CHAO Xu, LU Lixin, et al. Application of wall building technology of cement mixing stake into engineering works of the Yellow Rive[J]. Yellow River, 2003, 25(11): 22-23. (in Chinese) doi:  10.3969/j.issn.1000-1379.2003.11.011
    [2] 王宝玉, 查振衡. 高压喷射灌浆技术及其应用[J]. 水利水电技术,1989(1):35-39. (WANG Baoyu, ZHA Zhenheng. High pressure jet grouting technology and its application[J]. Water Resources and Hydropower Engineering, 1989(1): 35-39. (in Chinese)
    [3] 周金阳. 混凝土防渗墙加固的土石坝有限元分析研究[D]. 南昌: 南昌大学, 2010.

    ZHOU Jinyang. Finite-element analysis on earth-rock dam reinforced by concrete cutoff wall[D]. Nanchang: Nanchang University, 2010. (in Chinese)
    [4] 王复明, 李嘉, 石明生, 等. 堤坝防渗加固新技术研究与应用[J]. 水力发电学报,2016,35(12):1-11. (WANG Fuming, LI Jia, SHI Mingsheng, et al. New seepage-proof and reinforcing technologies for dikes and dams and their applications[J]. Journal of Hydroelectric Engineering, 2016, 35(12): 1-11. (in Chinese) doi:  10.11660/slfdxb.20161201
    [5] GUO C C, WANG F M. Mechanism study on the construction of Ultra-Thin antiseepage wall by polymer injection[J]. Journal of Materials in Civil Engineering, 2012, 24(9): 1183-1192. doi:  10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0000497
    [6] WANG F M, GUO C C, GAO Y. Formation of a polymer thin wall using the level set method[J]. International Journal of Geomechanics, 2014, 14(5): 04014021. doi:  10.1061/(ASCE)GM.1943-5622.0000363
    [7] 王复明, 徐建国, 杨柳, 等. 堤坝高聚物防渗墙静力荷载试验与数值分析[J]. 建筑科学与工程学报,2015,32(2):27-34. (WANG Fuming, XU Jianguo, YANG Liu, et al. Static load experiment and numerical analysis of polymer diaphragm wall of dam[J]. Journal of Architecture and Civil Engineering, 2015, 32(2): 27-34. (in Chinese) doi:  10.3969/j.issn.1673-2049.2015.02.003
    [8] WANG F M, GUO C C, GAO Y. Formation of a polymer thin wall using the level set method[J]. International Journal of Geomechanics, 2014, 14(5): 04014021. doi:  10.1061/(ASCE)GM.1943-5622.0000363
    [9] 石明生. 高聚物注桨材料特性与堤坝定向劈裂注桨机理研究[D]. 大连: 大连理工大学, 2011.

    SHI Mingsheng. Research on polymer grouting materrial properties and directional fracturing grouting mechanism for dykes and dams[D]. Dalian: Dalian University of Technology, 2011. (in Chinese)
    [10] 郭成超. 堤坝防渗非水反应高聚物帷幕注浆研究[D]. 大连: 大连理工大学, 2012.

    GUO Chengchao. Study on non-water reacted polymer curtain grouting for seepage control of dykes and dams[D]. Dalian: Dalian University of Technology, 2012. (in Chinese)
    [11] 李嘉. 高聚物防渗墙土质堤坝抗震性能研究[D]. 郑州: 郑州大学, 2016.

    LI Jia. Research on anti-seismic property for the earth dikes and dams with polymer anti-seepage wall[D]. Zhengzhou: Zhengzhou University, 2016. (in Chinese)
    [12] 徐建国, 王复明, 钟燕辉, 等. 静动力荷载下土石坝高聚物防渗墙受力特性分析[J]. 岩土工程学报,2012,34(9):1699-1704. (XU Jianguo, WANG Fuming, ZHONG Yanhui, et al. Stress analysis of polymer diaphragm wall for earth-rock dams under static and dynamic loads[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2012, 34(9): 1699-1704. (in Chinese)
    [13] 徐建国, 方姝, 王博, 等. 高聚物防渗墙土石坝及其应力场与渗流场耦合分析[J]. 水利与建筑工程学报,2017,15(4):1-5. (XU Jianguo, FANG Shu, WANG Bo, et al. Seepage field and stress field coupling analysis of dam with polymer anti-seepage wall[J]. Journal of Water Resources and Architectural Engineering, 2017, 15(4): 1-5. (in Chinese) doi:  10.3969/j.issn.1672-1144.2017.04.001
    [14] LI J, ZHANG J W. Study on the seismic response of polymer anti-seepage wall[C]//Proceedings of the 2017 4th International Conference on Information Science and Control Engineering. Changsha, China: IEEE, 2017: 1268-1272.
    [15] 费康, 张建伟. ABAQUS在岩土工程中的应用[M]. 北京: 中国水利水电出版社, 2010.

    FEI Kang, ZHANG Jianwei. Application of ABAQUS in geotechnical engineering[M]. Beijing: China Water & Power Press, 2010. (in Chinese)
  • [1] 周舟, 曾诚, 周婕, 王玲玲, 丁少伟.  等宽明渠交汇口流速分布特性数值模拟 . 水利水运工程学报, doi: 10.12170/20190501005
    [2] 黄佑鹏, 王志亮, 毕程程.  岩石爆破损伤范围及损伤分布特征模拟分析 . 水利水运工程学报,
    [3] 祝龙, 周冬卉, 李云, 宣国祥, 王晓刚.  土坝溃决跌坎水流水动力特性数值模拟 . 水利水运工程学报,
    [4] 郦凯, 章卫胜, 王金华.  江苏沿海潮流数值模拟与潮流能估算 . 水利水运工程学报,
    [5] 周志敏, 徐群, 雷蕾.  瓯江口滞流点运动规律数值模拟 . 水利水运工程学报,
    [6] 陆俊, 李军, 臧德记, 贾海磊, 严双顶.  综合物探法探测堤坝白蚁隐患的关键技术研究 . 水利水运工程学报,
    [7] 何宁, 丁勇, 吴玉龙, 周彦章, 李登华, 何斌.  基于分布式光纤测温技术的堤坝渗漏监测 . 水利水运工程学报,
    [8] 邓成进, 袁秋霜, 侯延华, 贾巍.  基于FLUENT的库区涌浪数值模拟 . 水利水运工程学报,
    [9] 唐云清, 柯敏勇, 李霄琳, 刘海祥.  高强混凝土双轴徐变数值模拟及试验验证 . 水利水运工程学报,
    [10] 高江林, 陈云翔.  基于渗流与应力耦合的防渗墙与坝体相互作用的数值模拟 . 水利水运工程学报,
    [11] 陈策.  泰州大桥中塔沉井振动数值模拟 . 水利水运工程学报,
    [12] 陈辉,刘志雄,江耀祖.  引航道通航水流条件数值模拟 . 水利水运工程学报,
    [13] 葛旭峰,王长新,李琳.  陡坡后消力池内水跃的数值模拟 . 水利水运工程学报,
    [14] 卢陈,刘晓平,林积大,刘霞.  水平荷载下底梁式全直桩码头横向荷载传递规律 . 水利水运工程学报,
    [15] 马理强,常建忠,刘谋斌,刘汉涛.  基于SPH方法的溃坝流动数值模拟 . 水利水运工程学报,
    [16] 刘汉涛,常建忠,安康.  基于SPH的自由表面流动数值模拟 . 水利水运工程学报,
    [17] 莫思平,辛文杰,应强.  广州港深水出海航道伶仃航段回淤规律分析 . 水利水运工程学报,
    [18] 潘存鸿,鲁海燕,曾剑.  钱塘江涌潮特性及其数值模拟 . 水利水运工程学报,
    [19] 何杰,辛文杰.  潮汐河口汊道治理的数值模拟 . 水利水运工程学报,
    [20] 陈为博,杨敏.  用VOF方法数值模拟溢流堰流场 . 水利水运工程学报,
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  • 收稿日期:  2019-05-20
  • 网络出版日期:  2020-05-15

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