近几十年来土石坝得到了高速发展,显示了土石坝是一种有竞争力的坝型。土工膜防渗在低坝中大量使用得益于土工膜是一种优质、经济的防渗材料。 坝体防渗土工膜在透水性、渗漏量、稳定性及膜厚度等方面的研究与计算已有试验数据支持、定性的认识或准定量的公式可依,对膜本身结构(如缺陷破坏、受力破坏与联合防渗等)的研究尚处于初始阶段。高土石坝的防渗、粘土心墙坝的拱效应问题一直是高土石坝发展难以回避的问题。 本文在总结前人成果的基础上,部分结合工程实例,重点关注土工膜的结构,应用有限差分软件FLAC3D对坝面膜的结构受力、粘性土心墙与土工膜联合防渗系统进行数值模拟,主要内容如下: 1)从结构受力方面对坝面防渗膜进行分析,重点研究锚固处的“夹具效应”及锚固方式对其的影响问题,得出了包裹式铺膜方式可以明显改善“夹具效应”的结论。 2)以瀑布沟工程的简化模型为例,对膜与粘土心墙联合防渗系统作力学与渗流方面的分析,得到以下三方面的结论: a)心墙前加膜与不加膜相比对心墙“拱效应”有所改善; b)心墙前缺陷膜可以起到一定防渗效果,降低了防渗指标存在缺陷的粘土心墙的渗透稳定性的风险率; c)心墙前置膜存在着“夹具效应”现象; 3)模拟的过程中,应用对FLAC3D进行简单二次开发的自编(邓肯一张)模型和软件中摩尔库仑模型(Mohr)分别进行计算对比分析,自编模型所得结果与摩尔库仑模型(Mohr)计算结果相近,从而为软件应用资料提供的邓肯一张参数添加一个外挂小程序块。