由高分子聚合物制成的土工膜因具有低滲透性、適應變形能力強、施工便捷和造價低等優(yōu)點在水庫大壩防滲工程中廣泛應用,目前,國內(nèi)大壩水庫設計選用的土工膜絕大部分為PE/HDPE膜,由于此類厚度大于1mm的膜硬度偏大,適應變形能力差,其厚度一般在1.0mm以下。

因膜厚度較薄,土工膜制品生產(chǎn)中易出現(xiàn)破損孔洞,施工過程中受顆粒墊層影響出現(xiàn)局部頂破,拼接過程中出現(xiàn)局部損壞等缺陷,這些缺陷是產(chǎn)生滲流的主要通道;同類土工膜等效孔徑下缺陷滲漏量與墊層材料的滲透系數(shù)有關,滲透系數(shù)大的缺陷滲漏量亦大;水庫水位高程降落至土工膜破損高程時,存在浸潤線“突變”,穩(wěn)定安全系數(shù)變小,對大壩安全造成隱患;平原水庫缺陷土工膜庫盤防滲在蓄水初期滲漏水量會擠占土工膜膜下非飽和土孔隙氣體空間,易引起庫區(qū)膜下氣脹現(xiàn)象,當氣脹變形達到一定值時可能進一步產(chǎn)生新的氣脹頂破缺陷;對缺陷土工膜壩面防滲土石壩進行飽和-非飽和三維滲流場有限元數(shù)值仿真計算,計算結果表明土工膜缺陷滲漏僅對缺陷附近壩體局部滲流場分布影響較大,膜缺陷位置越低,缺陷滲漏量增加越明顯,并使缺陷處膜后的壩體浸潤線局部抬高,隨著水頭的增加缺陷滲流量增大;為解決缺陷性滲漏問題,在圓形缺陷土工膜下增設一層土工織物進行了缺陷滲漏試驗研究和數(shù)值模擬計算,指出土工織物能夠改變膜與土之間的接觸滲漏。大部分選用增強膜下排水能力措施,降低缺陷性滲漏存在的潛在安全風險,但尚未找到修補土工膜缺陷的有效方法。