[發明專利]柔性防滲材料抗高壓水開裂能力的仿真試驗模型和方法

有效

• 申請號: 201210327478.6
• 申請日: 2012-09-06
• 公開（公告）號: CN102841020A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發明（設計）人: 賈金生;李新宇;鄭璀瑩;瞿揚;郝巨濤
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12;G01N15/08
• 代理公司: 北京中北知識產權代理有限公司 11253
• 代理人: 馮夢洪

技術領域

本發明涉及混凝土壩面上的柔性防滲系統，特別涉及該柔性防滲系統的柔性防滲材料抗高壓水開裂能力的仿真試驗模型，以及利用該模型的仿真方法。

背景技術

申請人研發了一種混凝土壩面上的柔性防滲系統，其在開裂混凝土壩面或壩踵的一定范圍內設置柔性防滲材料層，以防止混凝土或壩踵開裂后高壓水產生水力劈裂作用而損壞大壩。但是，還需要驗證該柔性防滲材料在300m高水頭壓力作用下承受壩面裂縫開裂能力的仿真裝置及其方法。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種驗證混凝土壩面上的柔性防滲材料在300m高水頭壓力作用下承受壩面裂縫開裂能力的柔性防滲材料抗高壓水開裂能力的仿真試驗模型。

解決上述問題的技術方案是：這種柔性防滲材料抗高壓水開裂能力的仿真試驗模型，試驗模型上框架包括第一內圈鋼板和第一外圈鋼板，二者之間形成的中空腔內填充鋼筋混凝土，其下框架包括第一內圈鋼板和第一外圈鋼板，二者之間形成的中空腔內填充鋼筋混凝土，上下框架之間形成中空腔。下框架通過支架固定在地面上，上下框架第一內圈鋼板的內表面上均設置混凝土層，混凝土層上設有柔性防滲材料層，上下框架第一外圈鋼板外表面分別固定第一鋼梁、第二鋼梁，第一鋼梁和第二鋼梁一一對應地接觸并通過四根絲杠連接，上框架上口內襯有與結構配筋焊接為一體的鋼法蘭口，法蘭口上部通過螺栓固定有頂蓋，頂蓋上設置注水口和壓力表,在頂蓋和每根第一鋼梁之間均設有一個油壓千斤頂。

由于通過油壓千斤頂可以使上框架移動，通過精確控制油壓千斤頂的行程能夠精確控制裂縫開度的要求，所以能夠驗證混凝土壩的柔性防滲材料在300m高水頭壓力作用下承受壩面裂縫開裂能力。

還提供了利用以上仿真模型進行柔性防滲材料抗高壓水開裂能力仿真的方法，包括以下步驟：

⑴在第一內圈鋼板和第二內圈鋼板的內表面上澆筑、養護混凝土層；

⑵在混凝土層上粘貼、固定柔性防滲材料層；

⑶對仿真試驗模型充水、封蓋、加壓；

⑷控制油壓千斤頂來調節上框架和下框架之間的裂縫開度；

⑸確定柔性防滲材料層是否漏水。

采用這種方法，可以驗證以上裝置的防滲材料在300m高水頭壓力作用下承受壩面裂縫開裂能力。

附圖說明

圖1是根據本發明的柔性防滲材料抗高壓水開裂能力的仿真試驗模型的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，這種柔性防滲材料抗高壓水開裂能力的仿真試驗模型，試驗模型上框架包括第一內圈鋼板和第一外圈鋼板，二者之間形成的中空腔內填充鋼筋混凝土，其下框架包括第一內圈鋼板和第一外圈鋼板，二者之間形成的中空腔內填充鋼筋混凝土，上下框架之間形成中空腔。下框架通過支架固定在地面上，上下框架的第一內圈鋼板的內表面上均設置混凝土層，混凝土層上設有柔性防滲材料層，上下框架的第一外圈鋼板外表面分別固定第一鋼梁、第二鋼梁，第一鋼梁和第二鋼梁一一對應地接觸并通過四根絲杠連接，上框架上口內襯有與結構配筋焊接為一體的鋼法蘭口，法蘭口上部通過螺栓固定有頂蓋，頂蓋上設置注水口和壓力表,在頂蓋和每根第一鋼梁之間均設有一個油壓千斤頂。

由于通過油壓千斤頂可以使上框架移動，通過精確控制油壓千斤頂的行程能夠精確控制裂縫開度的要求，所以能夠驗證混凝土壩的柔性防滲材料好壞。

優選地，第一鋼梁、第二鋼梁的數量均是四根。

優選地，所述油壓千斤頂是100噸的油壓千斤頂。

優選地，柔性防滲材料層是PVC土工膜層、PVC復合土工膜層、三元乙丙加筋橡膠板、雙面自粘防水卷材層、或彈性防水涂層。

優選地，柔性防滲材料層是2層三元乙丙加筋橡膠板，每層厚度為1.5mm。

優選地，柔性防滲材料層是膜厚4mm、復合200g/m²的2層無紡布層。

優選地，柔性防滲材料層是膜厚2mm、復合200g/m²的無紡布層與厚4mm的雙面自粘防水卷材層的組合防水層。

還提供了利用以上仿真模型的柔性防滲材料抗高壓水開裂能力的仿真方法，包括以下步驟：

⑴在上下框架的第一內圈鋼板的內表面上澆筑、養護混凝土層；

⑵在混凝土層上粘貼、固定柔性防滲材料層；

⑶對仿真試驗模型充水、封蓋、加壓；

⑷控制油壓千斤頂來調節上框架和下框架之間的裂縫開度；

⑸確定柔性防滲材料層是否漏水。

采用這種方法，可以驗證以上裝置的防滲效果好壞。