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水 利 学 报

2021 年 2 月 SHUILI XUEBAO 第 52 卷 第 2 期

文章编号：0559-9350（2021）02-0241-14

坝基混凝土防渗墙力学性状的统计分析

温立峰，李炎隆，柴军瑞
（西安理工大学 省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室，陕西 西安 710048）

摘要：混凝土防渗墙是透水和可压缩坝基渗流控制的主要措施。本文从统计分析的角度研究坝基混凝土防渗墙的
力学性状。首先收集了 43 个已建土石坝工程坝基防渗墙实例力学性状监测资料和工程建设信息，建立了防渗墙
力学性状实例数据库。在分析防渗墙受力特点的基础上，基于实例资料，对混凝土防渗墙的水平位移、顶部沉
降、覆盖层和防渗墙的相对沉降、防渗墙应力特性及开裂性状开展详细的统计分析，揭示了不同力学性状的统计
规律和产生机理。在此基础上，进一步讨论了防渗墙的位置、深度、材料以及河谷形状和地基变形特性对墙体力
学性状的影响规律，识别影响防渗墙力学性状的主要因素。本文从统计角度揭示防渗墙的力学性状，可为防渗墙
的设计和建设提供参考。
关键词：混凝土防渗墙；力学性状；统计分析；应力变形；影响因素

中图分类号：TV331 文献标识码：A doi：10.13243/j.cnki.slxb.20200315

1 研究背景

随着水电开发的不断深化和筑坝技术的不断发展，越来越多的土石坝修建在可压缩和可透水地
基上。由于具有耐久性好，并且可以形成连续的防渗屏障等优点，混凝土防渗墙是坝基渗流控制最
［2］
［1］
广泛采用的防渗措施之一 ［1-8］ 。我国混凝土防渗墙建设历史已超过 50 年，高钟璞 、韩新华 较为系
［3］
统地总结了混凝土防渗墙的施工技术。王清友等 对塑性混凝土防渗墙的建设技术及工程特性进行了
［4］
专门研究。宗敦峰等 系统归纳总结了我国超深与复杂地质条件下混凝土防渗墙的建设关键技术。我
国防渗墙建设技术已取得快速发展，然而防渗墙工作条件复杂，在坝体填筑和水库的蓄水作用下，
墙体承受复杂受力条件，可能引起塑性应变，部分实例工程在长期运行中已观测到防渗墙不同程度
［9］
的损伤开裂破坏 。理论和数值计算表明，即使在较小的裂缝宽度作用下，防渗墙有效渗透系数也可
能产生几个数量级的增加 ［10］ 。Hinchberger 等 ［11］ 基于塑性混凝土轴向压缩试验发现，随着裂缝的产
生，防渗墙渗透系数显著增加。因此，研究防渗墙的应力变形性状对其设计和建设至关重要。
防渗墙不仅承受上部坝体重力引起的土压力和蓄水引起的水压力，而且与相邻土体之间存在非
线性接触作用。针对防渗墙材料力学特性的研究已取得众多有价值的成果 ［11-13］ ，然后目前尚未深入揭
［9］
示防渗墙结构的力学性状。Rice 等 对 30 个已建土石坝收集了坝基除险加固防渗体的长期观测资
料，总结了坝基防渗体的长期应变性状特征和失效开裂机制，对新建土石坝工程坝基防渗体提出了
警示。Brown 等 ［14］ 针对 Arminou 心墙坝实测较大渗漏量的问题，对坝基防渗墙的力学性状开展研究，
［15］ ［16］
分析了防渗墙设计和施工中可能存在的薄弱环节。Dascal 、丁艳辉等 根据工程实测资料，研究了
若干防渗墙工程实例的应力变形特性，由于不同工程之间存在明显差异，难以获得一般性结论和统

收稿日期：2020-05-08；网络首发时间：2020-12-04
网络首发地址：http：/kns.cnki.net/kcms/detail/11.1882.TV.20201203.1540.001.html
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基金项目：国家自然科学基金项目（51909215，51722907，51979224）；陕西省自然科学基础研究计划项目（2020JQ-641）；陕西
省教育厅科学研究计划项目（19JS047）；陕西省高校科协青年人才托举计划项目（20200417）
作者简介：温立峰（1989-），讲师，主要从事高堆石坝变形控制与安全评价研究。E-mail：wenlifeng@xaut.edu.cn
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