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作者简介：王复明（1957），男，河南沈丘人，教授，博士研究生导师，工学博士，Email：jianguoxu@zzu.edu.cn。
（郑州大学水利与环境学院，河南郑州450000）摘要：为了对比高聚物防渗墙和混凝土防渗墙在静力荷载下的受力特性，以非水反应类聚氨酯高聚物防渗墙和混凝土防渗墙为实例，开展了2种防渗墙在静力荷载下的试验研究。同时利用ABAQUS有限元软件对静力荷载下防渗墙的受力特性进行数值模拟。结果表明：数值计算结果与试验数据吻合较好，高聚物防渗墙在相同的静力荷载作用下应力值远小于混凝土防渗墙，且高聚物防渗墙与土体变形协调能力较好，不易发生破坏。
关键词：高聚物防渗墙；静力荷载试验；数值分析；压应力；混凝土防渗墙
中图分类号：TU311.1文献标志码：A
Static Load Experiment and Numerical Analysis of Polymer
Diaphragm Wall of DamWANG Fuming， XU Jianguo， YANG Liu， ZHONG Yanhui， LI Jia
（School of Water Conservancy and Environment Engineering， Zhengzhou University，
Zhengzhou 450000， Henan， China）Abstract： In order to compare the mechanical characteristics of polymer and concrete diaphragm wall under static loads， experimental study was conducted with non water reaction type polyurethane polymers and concrete diaphragm wall as examples，then finite element software ABAQUS was used to achieve numerical simulation for mechanical characteristics of diaphragm walls. The results show that the numerical calculation results agree well with the test data. The stress of polymer diaphragm wall is smaller than concrete diaphragm wall under the same static load. Polymer diaphragm wall coordinates well with the deformation capacity of soil， and is difficult to be damaged.
Key words： polymer diaphragm wall； static load experiment； numerical analysis； compressive stress； concrete diaphragm wall
0引言
大坝防渗的主要措施就是截断坝体的渗漏通道，截断坝体的渗漏通道最常用的方法之一就是建立垂直防渗墙，随着各种新兴材料的出现，防渗墙的材料也一直在改进，由最初的普通混凝土发展为钢筋混凝土、塑性混凝土、粘土混凝土、非水反应类聚氨酯高聚物防渗墙等＼[12＼]。非水反应类聚氨酯作为堤坝防渗加固材料，具有质轻、早强、膨胀力大、无污染、防渗性能好、耐久性和力学性能优良等诸多优点，高聚物防渗墙弥补了刚性混凝土防渗墙弹性模量太大而易出现裂缝的弱点，又弥补了塑性混凝土防渗墙因为强度低导致的防渗效果差的弱点。
近年来，中国科研工作者不仅在高聚物防渗墙理论研究方面取得了一些成果，而且在高聚物防渗墙的施工技术方面也取得了巨大的进步和创新。文献＼[3＼]揭示了非水反应高聚物注浆材料在砂、砾石和砂砾石中的扩展机理，验证了堤坝高聚物帷幕注浆技术的有效性。文献＼[4＼]经过大量的试验研究证明双组分发泡聚氨酯是一种综合性能优良的堤坝防渗加固注浆材料，并且以流变学、断裂力学及岩土力学理论为基础，计算出了不同注浆量时定向劈裂缝的扩展长度及开度，为堤坝高聚物定向劈裂注浆方案的设计提出了一种有效方法。徐建国等＼[5＼]对比分析了高聚物防渗墙与混凝土防渗墙在静力与地震荷载下的应力分布及破坏特性的差异，结果表明，在同种工况下高聚物防渗墙应力最小，不易发生破坏。陈玲等＼[67＼]以高聚物防渗墙对坝体防渗治漏，验收结果证实了高聚物防渗墙优良的防渗效果。杜越普等＼[8＼]采用粘土斜墙与高聚物防渗墙的组合方案对大坝进行坝坡稳定及防渗加固处理，得出高聚物防渗墙施工快捷、不需养生、对坝体扰动小的结论。
高聚物防渗墙作为一种新型防渗墙现已在实际工程中得到了成功应用，且正广泛用于中国堤坝除险加固工程，与之相对应的高聚物注浆技术在注浆材料、注浆设备及施工工艺等方面均已取得了重大进展。通过查阅文献资料发现涉及高聚物防渗墙成墙后受力特性的研究较少，本文采用现场试验与理论分析计算相结合的方法研究高聚物防渗墙成墙后受静力荷载时的应力变形特性，研究成果为堤坝除险加固及防渗工程中高聚物防渗墙的设计施工提供指导与参考。1堤坝高聚物防渗墙静力试验
1.1试验场地工程地质概况
根据岩土工程勘察报告，试验场地地形基本平坦，地貌单元为黄河冲积平原，地层为第四系全新统，其岩性主要为粉土、粉质粘土及粉砂等。根据勘探的钻芯取样、室内土工试验和现场土的三轴试验成果综合分析，将与高聚物防渗墙现场试验有关的地层分为2层，各层的地质特征具体描述如下：