【摘 要】
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在我国水利建设工程中,大多数为堤坝工程,它们对防洪、调蓄和国民经济起着举足轻重的作用。堤坝产生渗漏会影响堤坝安全,热监测技术可以通过对堤坝温度变化情况,间接获得坝体渗流场分布,进而达到监测堤坝渗流情况。通过物理模型试验研究入渗水头和复合土工膜缺陷高度等因素对堤坝渗漏的影响。同时,通过室内试验实测数据对基于土体导热系数模型的存在复合土工膜缺陷的堤坝流热耦合模型验证。主要研究内容及成果如下:（1）以改
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在我国水利建设工程中,大多数为堤坝工程,它们对防洪、调蓄和国民经济起着举足轻重的作用。堤坝产生渗漏会影响堤坝安全,热监测技术可以通过对堤坝温度变化情况,间接获得坝体渗流场分布,进而达到监测堤坝渗流情况。通过物理模型试验研究入渗水头和复合土工膜缺陷高度等因素对堤坝渗漏的影响。同时,通过室内试验实测数据对基于土体导热系数模型的存在复合土工膜缺陷的堤坝流热耦合模型验证。主要研究内容及成果如下:（1）以改变入渗水头和复合土工膜缺陷高度来实现5组不同的室内堤坝砂槽试验。研究表明,入渗水头、复合土工膜缺陷高度对温度场产生影响,其中入渗水头对温度场影响显著。通过对不同工况进行所测得的测压管数据分析,坝体浸润线升降速率随时间变化先快速上升再缓慢上升;随时间变化,高入渗水头比低入渗水头坝体的单宽渗漏速率大;同入渗水头,复合土工膜缺陷高度低的坝体单宽渗漏速率比复合土工膜缺陷高度高的坝体单宽渗漏速率大。垂直方向的温度梯度同时受到水流和砂基底吸力的影响,从而比水平方向的温度梯度增大较快。（2）结合室内物理模型试验,利用RMSE、NSE以及Re评价指标对所构建的基于Lyu（2020）、Zhang（2020）、Zhao（2019）这3种导热系数模型的模拟精度进行评价,研究表明,基于Zhao（2019）土体导热系数模型更可靠。针对室内试验的5种工况的渗流场进行了数值模拟,入渗水头和复合土工膜缺陷高度这5种工况下堤坝的渗流场,模型所得模拟值与试验实测值对比后,总体模型拟合情况较好,进一步验证了 Zhao（2019）模型的堤坝流热耦合模型的可靠性。（3）用Morris法对基于Zhao（2019）土体导热系数模型存在复合土工膜缺陷的堤坝流热耦合模型进行敏感性分析,研究表明,渗透系数Ks对模型输出影响最大,即该参数对模型的敏感性最大;其次为孔隙率n与土体导热系数λs。而而饱和含水率θs、残余含水率θr和土体比热容cs三个参数对模型影响较小。参数对模型的敏感性越高,与其他参数的相互作用也越大。（4）将构建的基于Zhao（2019）土体导热系数模型存在复合土工膜缺陷的堤坝流热耦合模型应用到实际工程中（济南市清源湖水库）,研究表明,铺设土工膜的坝体坝基浸润线有明显降低效果,并且渗流量相比未铺设土工膜的坝体坝基的渗流量能降低80.5%。土工膜缺陷位置和土工膜缺陷数目比土工膜缺陷尺寸更影响坝体坝基温度场变化。
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