Page 122 - 水利学报2021年第52卷第2期

（a） 中部坝基防渗墙 （b） 上游坝基防渗墙
图 2 蓄水期防渗墙受力示意

的应力结果发现，该防渗墙 85%的垂直应力是由摩阻力引起的。摩阻力取决于防渗墙和相邻土体的
相对沉降和测土压力。防渗墙相对于相邻土体向上运动的趋势促使防渗墙上部承受向下的摩阻力。
沿着深度方向，墙体和土体的相对位移逐渐减小，摩阻力也相应减小。防渗墙的沉降变形由压缩变
形和刚体位移组成，因此防渗墙底部向下位移可能大于相邻土体。防渗墙承受的向下摩阻力在墙体
和相邻土体向下位移相等的位置（中性点）减小为零。中性点以下相邻土体的沉降通常小于防渗墙的
沉降，此时防渗墙承受的摩阻力转为向上的方向。此外，坝体施工期，上游坝基防渗墙上游面的相
邻土体可能相对墙体向上移动 ［23］ ，此时防渗墙承受向上的摩阻力，如图 2 所示。

3 混凝土防渗墙水平位移统计分析

3.1 防渗墙水平位移典型分布规律 图 3 为若干实例最大水平位移随时间的变化过程。图 3 中为了统
一不同工程的建设阶段以使数据具有更好的比较性，将所有实例蓄水开始时间对齐，作为参考时
间。蓄水开始之前，防渗墙的水平位移随着大坝的填筑逐渐增加，但是变形速率逐渐减小。大约
70%的竣工期防渗墙水平位移发生在大坝填筑周期前 50%的时间内。与中部坝基防渗墙相比，上游坝
基防渗墙施工期的水平位移明显较大。开始蓄水后，水压力促使防渗墙逐渐向下游产生弯曲变形。
蓄水完成后，防渗墙的水平位移逐渐趋于稳定。在时效变形作用下，土石坝的变形通常需要 10 ~ 20
年才会趋于稳定 ［29］ ，坝体时效变形与筑坝材料的力学特性、河谷形状和坝体建设方法等有关。由图 3
可知，蓄水阶段引起防渗墙向下游的水平位移占最终变形的 90%以上，说明坝体和地基长期变形对
防渗墙变形特性的影响较小。图 4 为中间剖面实测水平位移分布。由图 4 可知，竣工期和蓄水期防渗
墙水平位移均从底部向顶部逐渐增加，由于底部和两岸受基岩的约束作用，防渗墙的最大水平位移
发生在顶部中间部位。竣工期防渗墙主要向
上游变形，蓄水期主要向下游变形，蓄水期
的水平位移相对竣工期总体相对较大。
3.2 防渗墙水平位移统计分析 图 5 为 43 个

实 例 最 大 水 平 位 移 与 防 渗 墙 高 度 的 相 关 关
系。竣工期防渗墙主要向上游变形，而蓄水
期主要向下游变形。若干中部坝基防渗墙竣
工期呈现向下游的变形，主要原因是这些防
渗墙的轴线在坝轴线偏下游的位置。上游坝
基防渗墙竣工期和蓄水期的最大水平位移分
注：OC 为常规混凝土；PC 为塑性混凝土；U、V 为河谷形状
别为 2.0 ~ 13.5 cm 和 3.0 ~ 10 cm，中部坝基防 图 3 若干防渗墙实例实测最大水平位移随时间变化过程

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