土工膜軟巖堆石壩變形監(jiān)測(cè)研究

商永喜，戴妙林，吳玉江，張 翼，沈長(zhǎng)松

(1.河海大學(xué)，江蘇 南京 210098；2.南歐江流域發(fā)電有限公司，老撾 瑯勃拉邦；3.中國(guó)電建集團(tuán)海外投資有限公司，北京 100048)

0 前 言

土石壩和堆石壩因其具有就地取材、適應(yīng)地基變形能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，被越來越多地應(yīng)用到實(shí)際工程中。隨著筑壩技術(shù)的提升與設(shè)計(jì)施工技術(shù)的進(jìn)步，在一些土料和石料性質(zhì)較差的地區(qū)，人們也開始嘗試建立土石壩和堆石壩。由于土石壩和堆石壩適應(yīng)地基變形能力較強(qiáng)，傳統(tǒng)的鋼筋混凝土面板已不能適應(yīng)其變化，易產(chǎn)生混凝土面板與上游壩面脫開以及壩面出現(xiàn)裂縫的情況；黏土心墻壩能較好適應(yīng)壩體變形，但在土石材料較差地區(qū)，黏土的獲取以及施工的周期，都會(huì)是影響此類壩型選擇的障礙[1-3]；土工膜防滲堆石壩既有能適應(yīng)壩體和壩基變形的能力，又在材料的獲取運(yùn)輸以及施工繁瑣程度上比黏土心墻壩方便，因此土工膜面板堆石壩越來越受到人們青睞。目前為止，在我國(guó)投資和已經(jīng)建成的大壩中，利用土工膜防滲的大壩一般壩高較低，而類似于南歐江六級(jí)大壩這樣軟巖填筑比例高、壩高超過80 m，且土工膜作為防滲體直接鋪設(shè)于大壩上游壩面的筑壩形式，是絕無僅有的[4]。因此準(zhǔn)確掌握軟巖填筑的土工膜防滲堆石壩變形特性以及壩體變形規(guī)律是十分重要的。這不僅對(duì)南歐江六級(jí)大壩的正常運(yùn)行有重要作用，而且對(duì)之后同類型大壩的建設(shè)能提供有益的借鑒。

有限元計(jì)算作為傳統(tǒng)水工數(shù)值計(jì)算模擬方法，在各種大型水利工程中扮演著重要角色。其計(jì)算結(jié)果一方面對(duì)水工設(shè)計(jì)有重要參考價(jià)值，另一方面與監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)比，能有效優(yōu)化同類工程中有限元參數(shù)的選擇，為之后工程提供便利。南歐江六級(jí)大壩作為國(guó)內(nèi)投資在建的首座土工膜防滲高軟巖堆石壩，其有限元計(jì)算材料參數(shù)的選擇較傳統(tǒng)大壩少，因此，通過與實(shí)際監(jiān)測(cè)資料對(duì)比，能夠優(yōu)化有限元計(jì)算參數(shù)。

1 工程監(jiān)測(cè)概況及數(shù)值計(jì)算模型

1.1 工程概況

南歐江六級(jí)電站位于老撾豐沙里省境內(nèi)，是南歐江一庫(kù)七級(jí)自上而下的第二級(jí)，為徑流式開發(fā)，以發(fā)電為主，工程等別為二等大型工程。南歐江六級(jí)大壩主體為復(fù)合土工膜面板堆石壩，壩高85 m，壩頂長(zhǎng)362 m。壩體總填筑方量為193萬m3，其中板巖填筑方量為157萬m3，軟巖填筑比例高達(dá)81%。大壩沿壩軸線剖面如圖1所示。

南歐江六級(jí)初始蓄水日為2015年10月8日，經(jīng)過半個(gè)月的持續(xù)蓄水，于2015年10月23日蓄至死水位490 m，至2016年2月18日蓄至正常水位510 m，之后上游庫(kù)水位在死水位至正常水位之間波動(dòng)(見表1)。蓄水過程線如圖2所示，壩體分區(qū)填筑示意見圖3。

圖1 土工膜防滲堆石壩沿壩軸線剖面

表1 大壩填筑及土工膜鋪設(shè)統(tǒng)計(jì)

圖2 上游庫(kù)水位變化過程線

圖3 壩體分區(qū)填筑示意

1.2 監(jiān)測(cè)概況

南歐江六級(jí)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)較為完善，工程的5個(gè)主要部分——復(fù)合土工膜面板堆石壩、導(dǎo)流洞、溢洪道與放空洞、引水系統(tǒng)和發(fā)電廠，均有埋設(shè)相關(guān)的安全監(jiān)測(cè)儀器。監(jiān)測(cè)內(nèi)容涉及表面變形、內(nèi)部變形、土工膜應(yīng)力應(yīng)變、巖體位移，錯(cuò)動(dòng)和滲流等，用來全方位監(jiān)控整體工程的安全性態(tài)。對(duì)于復(fù)合土工膜面板堆石壩的內(nèi)部變形監(jiān)測(cè)，埋設(shè)有引張線及水管式沉降儀來測(cè)量壩體水平向及豎直向變形。其中，引張線共埋設(shè)12支，測(cè)點(diǎn)編號(hào)為DB-A-H-01～DB-A-H-12；水管式沉降儀共埋設(shè)21支，測(cè)點(diǎn)編號(hào)為DB-A-V-01～DB-A-V-21。對(duì)于土工膜受力變形監(jiān)測(cè)，主要用土工膜應(yīng)變計(jì)和土工膜氣壓計(jì)來監(jiān)測(cè)上游土工膜的受力變形以及與上游壩面的貼合情況。其中，土工膜應(yīng)變計(jì)共埋設(shè)24支，編號(hào)為DB-GS-01～DB-GS-24；土工膜氣壓計(jì)共埋設(shè)6支，編號(hào)為DB-GA-01～DB-GA-06。

1.3 數(shù)值計(jì)算模型

有限元計(jì)算網(wǎng)格中，壩體網(wǎng)格以空間六面體等參單元為主，在壩建基面等某些部位適當(dāng)填充空間五面體及四面體單元，以便能更好地適應(yīng)大壩建基面幾何形狀的較大波動(dòng)。此外，在上游壩基設(shè)置防滲帷幕單元，并單獨(dú)考慮其上受到的水荷載。整個(gè)計(jì)算域共剖分節(jié)點(diǎn)23 846個(gè)，單元67 606個(gè)，有限單元網(wǎng)格如圖4所示。

圖4 有限元計(jì)算網(wǎng)格模型

有限元計(jì)算中本構(gòu)模型關(guān)系采用Duncan-chang E-B模型，壩基巖體采用彈性模型。考慮到壩體材料較軟，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)建議值進(jìn)行了適當(dāng)?shù)慕档?。各種堆石料的本構(gòu)模型計(jì)算參數(shù)如表2所示，土工膜計(jì)算參數(shù)如表3所示。

表2 三維靜力有限元計(jì)算參數(shù)

表3 土工膜計(jì)算參數(shù)

2 土工膜面板堆石壩內(nèi)部變形監(jiān)測(cè)成果分析

2.1 引張線監(jiān)測(cè)資料分析

各測(cè)點(diǎn)測(cè)值變化過程線如圖5所示。從測(cè)值過程線可以看出，引張線位于壩上測(cè)點(diǎn)測(cè)值總體變化規(guī)律與上游庫(kù)水位變化相關(guān)性較高，且略滯后于上游庫(kù)水位的變化。除H-11外，其余引張線壩上測(cè)點(diǎn)在蓄水之前向上游變化，蓄水后開始向下游變化。這是由于在蓄水之前，因壩體自重產(chǎn)生了豎直向沉降，導(dǎo)致位于上游測(cè)的測(cè)點(diǎn)產(chǎn)生了向上游的變形，下游側(cè)測(cè)點(diǎn)產(chǎn)生了向下游的變形。蓄水后，在上游水壓重的作用下，所有測(cè)點(diǎn)開始向下游位移。由于蓄水后，水壓力首先抵消堆石體向上游的變形，使測(cè)值前期總體略滯后于水庫(kù)蓄水位，且由于土石材料的蠕變效應(yīng)，各測(cè)點(diǎn)在2016年2月后水位基本變化不大的情況下，還有向下游變化的趨勢(shì)。H-11由于布設(shè)位置較高，前期受自重作用影響較小，受濕化作用明顯。由降雨分布圖可知，南歐江6級(jí)庫(kù)區(qū)在2015年7月和8月降雨量較為豐沛，堆石體由于雨水的入滲使得土骨架中的顆粒產(chǎn)生滑移、破碎等，導(dǎo)致H-11在前期向下游位移較大，隨著降雨量減小，測(cè)點(diǎn)測(cè)值略有恢復(fù)；進(jìn)入2016年后，測(cè)值變化與降雨仍存在一定相關(guān)性，但測(cè)值總體變化范圍較小；2017年后，測(cè)值受降雨影響總體已趨于穩(wěn)定。整個(gè)過程中與上游庫(kù)水位的變化相關(guān)性較弱。

圖5 引張線水平位移測(cè)值變化過程線

引張線位于壩軸線處的H-04與H-09測(cè)值總體量級(jí)及變化幅度均較小，與庫(kù)水位變化相關(guān)性較高。H-12與H-11變化規(guī)律基本相同，受下游側(cè)堆石體性質(zhì)較差及降雨影響較大。引張線布設(shè)位置見圖6。

引張線位于壩下的各測(cè)點(diǎn)自始測(cè)日起，均向下游位移，總體與上游庫(kù)水位變化相關(guān)性不高。在蓄水前，各測(cè)點(diǎn)向下游位移量及變形速率均較大，這一時(shí)期的位移量占總位移量約75%～80%。蓄水之后，測(cè)值仍表現(xiàn)為向下游變化，但變化量較小，變形速率也逐漸趨于穩(wěn)定。造成這種現(xiàn)象的原因可能是下游側(cè)為次堆石區(qū)，主要填筑料為軟巖，壓縮模量及剪切模量均較小，蓄水前壩體不斷向上填筑，由于上覆填筑料自重的影響，產(chǎn)生較大的沉降變形。測(cè)點(diǎn)總體開始向沉降向及下游向位移，此外，同一時(shí)期由于降雨導(dǎo)致的土體濕化變形原因，測(cè)點(diǎn)也產(chǎn)生了向下游的位移。蓄水后，由于前期變形完成，上游庫(kù)水對(duì)下游側(cè)測(cè)點(diǎn)測(cè)值影響較小，各測(cè)點(diǎn)雖還在向下游變形，但測(cè)值總體變化量及變形速率均較小，測(cè)值趨于收斂。

圖6 引張線布設(shè)位置

2.2 水管式沉降儀監(jiān)測(cè)資料分析

水管式沉降儀共埋設(shè)21支儀器，如圖7所示，其中圓圈內(nèi)儀器損壞，現(xiàn)有14支儀器可正常工作。各測(cè)點(diǎn)測(cè)值變化過程線見圖8。不同高程各測(cè)點(diǎn)自始測(cè)日起均表現(xiàn)為向下沉降，且沉降量逐年增加。各測(cè)點(diǎn)沉降過程基本可以分為三個(gè)階段，第一階段為大壩填筑期，此階段各測(cè)點(diǎn)沉降變形量及變化速率均較大，隨著填筑過程的完成，高程較低的測(cè)點(diǎn)沉降逐漸趨于收斂，高程較高的測(cè)點(diǎn)由于自重作用及蠕變的影響還在向沉降向變形；第二階段為水庫(kù)蓄水期，此階段位于大壩上游側(cè)測(cè)點(diǎn)均表現(xiàn)出與庫(kù)水位變化相關(guān)性較高的沉降變化，而位于下游側(cè)的測(cè)點(diǎn)在此階段沉降變化較小，與庫(kù)水位變化相關(guān)性不明顯；第三階段為水庫(kù)運(yùn)行期，此階段各測(cè)點(diǎn)沉降變形量及變形速率均較小，但496 m高程及偏下游側(cè)的測(cè)點(diǎn)在一定程度上受降雨引起的堆石料的濕化變形，其總體變形量較小，之后可繼續(xù)觀察沉降變化，判斷其受降雨濕化影響是否趨于收斂。V-06與V-17在2016年后期損壞，未能明確顯示沉降規(guī)律，各測(cè)點(diǎn)在2016年7月27日及2017年8月22日各測(cè)點(diǎn)沉降狀態(tài)見圖9。從圖9可以看到，各測(cè)點(diǎn)沉降基本表現(xiàn)為壩中部位較大，兩側(cè)部分沉降較小，截至2017年8月22日，大壩中部最大沉降為776 mm。位于壩下游側(cè)的測(cè)點(diǎn)在496 m高程沉降較上游側(cè)大，原因可能是：壩下游側(cè)為次堆石區(qū)由軟巖填筑，巖體彈模較小變形較大；2 496 m高程及偏下游側(cè)的測(cè)點(diǎn)受降雨濕化影響較其余測(cè)點(diǎn)大。

圖7 水管式沉降儀布設(shè)位置

圖8 水管式沉降儀測(cè)值過程線

圖9 主觀測(cè)斷面沉降(單位：mm)

2.3 壩體位移有限元計(jì)算結(jié)果與觀測(cè)值對(duì)比分析

竣工期壩體最大斷面的水平位移及沉降等值線見圖10。上下游向位移以向下游為正，上游為負(fù)，豎向以向上抬為正，沉降為負(fù)。從圖10中可以看出，竣工期蓄水前，在自重荷載作用下，壩體主要產(chǎn)生了向豎向的沉降變形，并因此產(chǎn)生了壩體上游側(cè)向上游位移、下游側(cè)向下游位移的水平向位移變化。計(jì)算結(jié)果顯示，壩體最大向上游位移量為25.1 cm；最大向下游位移量為23.3 cm。壩體最大向上游位移量稍大于向下游位移量。壩體沉降相對(duì)于壩軸線近乎呈對(duì)稱分布，最大沉降發(fā)生在壩高1/2稍偏上的部位，最大沉降量為82.5 cm，為最大壩高的0.94%。

圖10 竣工期壩體最大斷面位移分布(單位：cm)

正常蓄水期壩體最大斷面的水平位移及沉降等值線見圖11。水庫(kù)蓄水后，在上游庫(kù)水壓重作用下，壩體的水平位移變化較為明顯，上游側(cè)測(cè)點(diǎn)向上游位移值明顯減小，各測(cè)點(diǎn)最大向上游位移值為11 cm，較蓄水前減小了14.1 cm；下游側(cè)測(cè)點(diǎn)向下游位移有所增加但增加幅度不大，各測(cè)點(diǎn)最大向下游位移值為28.1 cm，較蓄水前增加了4.8 cm。豎向沉降值較蓄水前有所增大，但增加量不大，最大沉降較蓄水前增加了2.7 cm。由此可見，壩體的主要沉降在竣工期基本已經(jīng)完成。

圖11 正常蓄水位壩體最大斷面位移分布(單位：cm)

從觀測(cè)成果分析及有限元計(jì)算結(jié)果來看：

(1)實(shí)際觀測(cè)成果顯示壩體水平位移及豎向沉降均小于有限元計(jì)算結(jié)果，其原因可能是設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)選取保守。監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，蓄水后，截至2017年8月22日各測(cè)點(diǎn)最大向上游位移2.9 cm(DB-A-H-03)；最大向下游位移17.1 cm(DB-A-H-10)，壩體最大沉降量為80.7 cm。

(2)沉降方面，蓄水后等值線圖規(guī)律性與實(shí)際監(jiān)測(cè)成果存在一定差異，監(jiān)測(cè)資料結(jié)果顯示，壩體下游側(cè)沉降量較上游側(cè)明顯較大。實(shí)際上，壩體下游側(cè)由于軟巖填筑，其沉降量的影響不僅與材料參數(shù)有關(guān)，也與材料流變特性及降雨導(dǎo)致材料濕化有關(guān)，由此導(dǎo)致的沉降是蓄水后下游側(cè)壩體沉降量增加的主要原因。

3 土工膜面板堆石壩土工膜變形及受力監(jiān)測(cè)成果分析

3.1 土工膜氣壓計(jì)監(jiān)測(cè)資料分析

各測(cè)點(diǎn)測(cè)值變化過程線如圖12所示，從測(cè)值過程線可以看到，土工膜氣壓計(jì)測(cè)值總體變化規(guī)律與溫度變化相關(guān)性較高。土工膜氣壓計(jì)測(cè)值“+” 表示氣壓計(jì)有壓，代表土工膜有受到膜后水體或空氣浮托作用；“-” 表示氣壓計(jì)受壓，代表土工膜與壩面結(jié)合部位沒有空隙，接觸良好。土工膜氣壓計(jì)測(cè)值與溫度分量均表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)，這是由于在溫度較高時(shí)期上游庫(kù)水溫度較高，上游堆石體溫度升高較慢，較上游庫(kù)水溫度低，膜后氣體和水體收縮，氣壓計(jì)測(cè)值表現(xiàn)為受壓狀態(tài)；當(dāng)溫度降低時(shí)，上游庫(kù)水溫度較低，堆石體溫度下降較慢，較上游庫(kù)水溫度高，膜后氣體和水體膨脹，氣壓計(jì)測(cè)值表現(xiàn)為有壓狀態(tài)。GA-03埋設(shè)的為滲壓計(jì)，該測(cè)點(diǎn)自始測(cè)日表現(xiàn)為向受壓方向變形，從另一方面說明了該測(cè)點(diǎn)滲壓向負(fù)壓向變形，此處土工膜與上游壩面接觸良好。各測(cè)點(diǎn)除GA-01外，其余測(cè)點(diǎn)在2017年均表現(xiàn)為受壓狀態(tài)，說明土工膜與上游壩面接觸良好，GA-01表現(xiàn)為有壓狀態(tài)，說明土工膜受膜后氣體浮托作用，且埋設(shè)在附近的滲壓計(jì)測(cè)值變化與上游庫(kù)水位同步性較高，滲壓水位也較其余測(cè)點(diǎn)高，因此初步判斷GA-01測(cè)點(diǎn)附近土工膜存在破損點(diǎn)，需要檢查修補(bǔ)。圖13為土工膜氣壓布設(shè)位置。

圖12 土工膜氣壓計(jì)測(cè)值過程線

圖13 土工膜氣壓計(jì)布設(shè)位置

3.2 土工膜應(yīng)變計(jì)監(jiān)測(cè)資料分析

南歐江六級(jí)水電站大壩工程共埋設(shè)24支土工膜應(yīng)變計(jì)，見圖14。其中DB-GS-01、DB-GS-02、DB-GS-03、DB-GS-07、DB-GS-16、DB-GS-17、DB-GS-18和DB-GS-20儀器損壞，無數(shù)據(jù)。現(xiàn)可正常工作的儀器共16支，編號(hào)中單號(hào)平行于壩軸線，雙號(hào)垂直于壩軸線(順壩坡向)。土工膜應(yīng)變計(jì)的儀器型號(hào)為TS-DG0200，量程為100 mm，屬于柔性位移計(jì)，其測(cè)值為有效長(zhǎng)度192 mm范圍內(nèi)的位移變化值，測(cè)值變化過程線見圖15。

圖14 土工膜應(yīng)變計(jì)布設(shè)位置

圖15 土工膜應(yīng)變計(jì)測(cè)值過程線

3.2.1 影響因素分析

(1)平行于壩軸線方向測(cè)點(diǎn)。根據(jù)監(jiān)測(cè)成果及回歸計(jì)算分析成果顯示，靠近兩岸與靠近河谷區(qū)域的測(cè)點(diǎn)變化規(guī)律不盡相同。①靠近兩岸的測(cè)點(diǎn)，測(cè)值變化規(guī)律與上游庫(kù)水位變化相關(guān)性較低，主要受溫度變化影響。在溫度較高時(shí)期土工膜為伸長(zhǎng)變形，在溫度較低時(shí)期為收縮變形，與溫度變化基本呈現(xiàn)正相關(guān)。②靠近河谷區(qū)域測(cè)點(diǎn)，測(cè)值相較于兩岸測(cè)點(diǎn)在蓄水期受上游庫(kù)水位影響較大，高程稍高的GS-13與上游庫(kù)水位變化呈負(fù)相關(guān)，而高程稍低的測(cè)點(diǎn)與庫(kù)水位呈正相關(guān)，該區(qū)域測(cè)點(diǎn)均位于庫(kù)水位以下，受溫度變化影響較小。

(2)垂直于壩軸線方向測(cè)點(diǎn)。測(cè)值變化規(guī)律同樣與上游庫(kù)水位變化相關(guān)性不高，各測(cè)點(diǎn)(除GS-22外)測(cè)值基本與溫度變化表現(xiàn)為正相關(guān)，GS-22與溫度變化呈負(fù)相關(guān)。造成這種情況原因可能是，GS-22周邊土工膜錨固在岸坡及趾板處，約束較強(qiáng)，土工膜不能隨壩面任意變形，溫度升高時(shí)，土工膜膨脹，由于約束存在，導(dǎo)致此部分土工膜表現(xiàn)為受壓狀態(tài)。加之蓄水后，大壩左右岸向位移向河谷中心處變形，平行壩軸線方向GS-21表現(xiàn)為向拉伸方向變形，由于泊松效應(yīng)，GS-22測(cè)值變化規(guī)律與GS-21相反；靠近河谷區(qū)域測(cè)點(diǎn)測(cè)值變化與上游庫(kù)水位變化相關(guān)性較兩岸區(qū)域較大?；貧w結(jié)果顯示，蓄水期，高程稍高的GS-14與上游庫(kù)水位變化呈正相關(guān)，高程稍低的GS-12與上游庫(kù)水位呈負(fù)相關(guān)。

3.2.2 分布規(guī)律分析

圖16顯示了特征值日期上游壩面平行壩軸線與垂直壩軸線土工膜應(yīng)變計(jì)測(cè)值等值線。從圖16中可以看出，在壩軸線向，靠近壩中間河谷部位的土工膜表現(xiàn)為受壓應(yīng)變，位于河谷中心及岸坡之間的土工膜表現(xiàn)為受拉應(yīng)變，靠近右岸的土工膜為受壓應(yīng)變。在順坡向，各測(cè)點(diǎn)土工膜應(yīng)變隨高程下降逐漸由拉應(yīng)變變化為壓應(yīng)變。

圖16 土工膜應(yīng)變計(jì)測(cè)值(2016年5月13日)

3.2.3 拉伸應(yīng)變分析

南歐江六級(jí)復(fù)合土工膜為CARPI公司供應(yīng)的SIBON CNT5250復(fù)合土工膜，其膜(PVC)厚度為3.5 mm，土工布為700 g/m2無紡?fù)凉げ?。質(zhì)量監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，土工膜拉伸應(yīng)變?yōu)?280.50%，土工布拉伸應(yīng)變?yōu)?8.04%；監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，各測(cè)點(diǎn)最大拉伸應(yīng)變?cè)?.15%～2.57%之間，遠(yuǎn)小于土工布拉伸應(yīng)變。因此各測(cè)點(diǎn)處土工膜均處于正常工作狀態(tài)。

3.3 監(jiān)測(cè)結(jié)果與有限元計(jì)算結(jié)果比較分析

有限元計(jì)算的上游土工膜最大主拉應(yīng)力、最大主壓應(yīng)力分布等值線見圖17。從圖17中可知，上游壩面最大主壓應(yīng)力出現(xiàn)在上游壩面中部位置，最大值為-0.3 MPa，向兩岸和上下游逐漸遞減。最大主拉應(yīng)力出現(xiàn)在土工膜與趾板連接部位附近區(qū)域，最大值為0.8 MPa。上游壩面拉應(yīng)力分布規(guī)律是基于以下壩體和土工膜的變形狀態(tài)。水庫(kù)蓄水后，上游壩面在靠近河谷中部附近出現(xiàn)向下凹陷變形，土工膜隨上游壩面同時(shí)變形，所以靠近河谷中部區(qū)域出現(xiàn)較大主壓應(yīng)力，而在壩址處由于受到約束，不能自由變形，導(dǎo)致在約束處土工膜受拉。

圖17 蓄水期土工膜主應(yīng)力分布(單位：MPa)

將觀測(cè)成果與有限元計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，監(jiān)測(cè)資料成果與有限元計(jì)算結(jié)果存在一定差異。一方面，兩者顯示的受壓區(qū)域一致，均出現(xiàn)在河谷附近；另一方面，受拉區(qū)域兩者顯示規(guī)律性相反。監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，在壩坡向，測(cè)點(diǎn)越靠近上游趾板及岸坡測(cè)點(diǎn)，所受壓應(yīng)力越大；而有限元計(jì)算結(jié)果顯示，測(cè)點(diǎn)越靠近上游趾板及岸坡測(cè)點(diǎn)所受拉應(yīng)力越大。兩者受拉區(qū)域不一致，計(jì)算有所差別。其原因可能是由于施工技術(shù)的短板造成在靠近岸坡位置，大型碾壓機(jī)械無法正常工作，進(jìn)而導(dǎo)致大壩與庫(kù)岸的接觸部位碾壓密實(shí)度不高，沉降較大，從而呈現(xiàn)出大壩與庫(kù)岸部分受壓應(yīng)力。土工膜面板堆石壩上游土工膜受力變形特征總體與面板土石壩(如謝羅羅壩及薩爾瓦興娜壩)上游面板變形特征相似。

4 結(jié) 論

(1)南歐江六級(jí)土工膜防滲堆石壩作為國(guó)內(nèi)投資已建成的最高的軟巖填筑比例最大的土工膜面板堆石壩，自建成蓄水以來，大壩工作性態(tài)總體正常，沉降位移變形也基本趨于收斂，表明軟巖填筑堆石壩、土工膜防滲體的筑壩方式是可行的。

(2)堆石壩內(nèi)部位移變形監(jiān)測(cè)資料顯示，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)水平位移均已趨于收斂，大壩靠近上游側(cè)測(cè)點(diǎn)與庫(kù)水位變化相關(guān)性較高，高程較高的測(cè)點(diǎn)也受到降雨影響；靠近下游側(cè)測(cè)點(diǎn)總體與上游庫(kù)水位變化相關(guān)性不高，主要為壩體自重產(chǎn)生的向下游變形及降雨引起的軟巖材料濕化變形。各監(jiān)測(cè)點(diǎn)豎向沉降位移基本趨于收斂，最大沉降出現(xiàn)在壩體中部位置，沉降主要在施工期壩體填筑過程中產(chǎn)生。蓄水后，上游庫(kù)水位變化對(duì)各測(cè)點(diǎn)沉降影響相對(duì)較小，高程較高的測(cè)點(diǎn)及下游側(cè)軟巖填筑部位測(cè)點(diǎn)沉降也與降雨引起的材料濕化變形有關(guān)。

(3)土工膜表面變形監(jiān)測(cè)資料顯示，除氣壓計(jì)GA-01附近土工膜與上游壩面貼合不緊密，土工膜可能存在破損點(diǎn)外，其余測(cè)點(diǎn)附近土工膜與上游壩面均接觸良好。蓄水后，上游土工膜在壩軸線向靠近河谷中部處于受壓狀態(tài)，在向岸坡方向逐漸變?yōu)槭芾瓲顟B(tài)，靠近右岸部位土工膜表現(xiàn)為受壓狀態(tài)；在順坡向，土工膜隨高程的降低，逐漸由受拉狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槭軌籂顟B(tài)。

(4)實(shí)際監(jiān)測(cè)成果與有限元計(jì)算結(jié)果存在差異。在大壩內(nèi)部變形方面，監(jiān)測(cè)值均小于有限元計(jì)算值，有限元計(jì)算參數(shù)偏安全，且在沉降分布規(guī)律上，監(jiān)測(cè)資料顯示靠近下游側(cè)且高程較高測(cè)點(diǎn)沉降大于同一高程靠近上游測(cè)點(diǎn)，而有限元計(jì)算結(jié)果則表現(xiàn)出基本相等的沉降規(guī)律；在土工膜受力變形方面，監(jiān)測(cè)結(jié)果與有限元計(jì)算的出土工膜受壓區(qū)域基本相同，但受拉區(qū)域則有差別。