Page 73 - 2024年第55卷第4期

６ 总结

本文探讨了基面开裂效应、正水压作用、伸缩缝变形效应等工况下聚脲基涂层非线性分析的关键
理论，并基于 ＡＢＡＱＵＳ软件建立了非线性数值模型，通过对多种不同受力工况下材料的受力变形行
为、剥离行为、破坏模式等进行分析，得出涂层材料及几何特性参数同开裂及外水压的相互关系，并
将计算结果总结为设计表格及设计程序，用以指导聚脲涂层结构设计，本文主要结论如下：
（ １）对于基面开裂工况，涂层破坏模式表现为：发生基面开裂时，裂缝位置聚脲涂层出现受拉颈
缩和粘结层剥离现象，但剥离仅发生在裂缝两侧局部位置，不影响涂层整体防渗效果；当开裂及表面
水压荷载共同作用时，裂缝位置已剥离的涂层处于拉弯受力状态，应力集中部位可能发生涂层材料
破坏。
（２）对于涂层基面开裂工况，涂层最大应力及剥离长度变化规律表现为：涂层最大应力随水压荷
载、粘结强度增大而增大，随开裂宽度变化规律不显著，涂层剥离长度随粘结强度增大而减小，随开
裂宽度增大而增大，但同水压荷载间相关性不显著。
（ ３）对于伸缩缝变形工况，涂层最大应力及剥离长度变化规律表现为：涂层剥离长度均随涂层厚
度增大而增大，涂层剥离长度随伸缩缝变形量增大而增大，随粘结强度增大而减小，剥离长度随水压
荷载变化趋势不显著；涂层最大应力随涂层厚度增大而减小，随粘结强度增大而增大，随水压荷载增
大而逐渐增大。
（ ４）基于数值分析结果总结了考虑正水压作用、涂层基面开裂效应及伸缩缝变形效应的涂层结构
设计方法，形成设计流程并计算机软件化。

参 考 文 献：

［ １］ 贾金生，李新宇．高拱坝坝踵开裂问题和新的解决措施［Ｊ］．水利学报，２００８，３９（１０）：１１８３ － １１８８．
［ ２］ 刘小楠，李炳奇，冯明伟，等．适应高寒坝面防护脲基聚合物研究及工程应用 ［Ｊ］．水利水电技术 （中英
文），２０２１，５２（８）：２７ － ３７．
［ ３］ 陈文广，杨金鑫．脂肪族聚氨酯面漆在高铁聚脲防水工程中的应用研究 ［Ｊ］．中国建筑防水，２０１１（１６）：
１４ － １７．
［ ４］ 林焕章，张伶俐，廖昔虬，等．弹性脂肪族聚氨酯面漆在聚脲工程的研 究 与 应 用 ［Ｊ］．广 州 化 工，２０１３，
４１（１）：１６１ － １６３．
［ ５］ 孙志恒，喻建清．３００ｍ级 拱 坝 喷 涂 聚 脲 防 渗 仿 真 模 型 试 验 及 应 用 ［Ｊ］．水 利 水 电 科 技 进 展，２００９，２９
（６）：４９ － ５３．
［ ６］ 李建波，李炳奇，杨洁．坝面防渗聚脲弹性体涂层性能试验研究［Ｊ］．水力发电学报，２０１４，３３（５）：１８７ －
１９１．
［ ７］ 李炳奇，刘小楠，李云途．水工结构 聚 脲 防 渗 层 的 力 学 性 能 与 寿 命 预 测 研 究 ［Ｊ］．水 利 学 报，２０２０，５１
（３）：２６８ － ２７５．
［ ８］ 王程鹏，杨伟才．丰满大坝保温层 ＳＫ天冬聚脲防冰拔复合防护体系试验研究［Ｊ］．水利水电技术，２０２０，
５１（Ｓ２）：１６５ － １６７．
［ ９］ 杨洁．高拱坝坝踵喷涂聚脲防渗层的性能与应用研究［Ｄ］．大连：大连理工大学，２０１３．
［１０］ 李炳奇，张宇弛，刘小楠，等．伸缩缝防渗结构聚脲基涂层剥离破坏研究［Ｊ］．水利学报，２０１７，４８（１）：
７０ － ７７．
［１１］ 张宇弛．聚脲基复合防渗体系设计及作用机理研究［Ｄ］．北京：中国水利水电科学研究院，２０１７．
［１２］ ＬＩＣ，ＬＵＡＪ．Ａｈｙｐｅｒ － ｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｍｏｄｅｌｆｏｒｐｏｌｙｕｒｅａ［Ｊ］．ＭａｔｅｒｉａｌｓＬｅｔｔｅｒｓ，２００９，６３（１１）：８７７ － ８８０．
［１３］ ＣＨＥＶＥＬＬＡＲＤＧ，ＲＡＶＩ － ＣＨＡＮＤＡＲＫ，ＬＩＥＣＨＴＩＫ．Ｍｏｄｅｌｉｎｇｔｈｅｎｏｎｌｉｎｅａｒｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｐｏｌｙｕｒｅａｕｓｉｎｇａ
ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｍｏｄｉｆｉｅｄｆｒｅｅｖｏｌｕｍｅａｐｐｒｏａｃｈ［Ｊ］．ＭｅｃｈａｎｉｃｓｏｆＴｉｍｅ － ＤｅｐｅｎｄｅｎｔＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０１２，１６（２）：１８１ － ２０３．
［１４］ ＧＡＭＯＮＰＩＬＡＳＣ，ＭＣＣＵＩＳＴＯＮＲ．Ａｎｏｎ － ｌｉｎｅａｒｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃｍａｔｅｒｉａｌｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｍｏｄｅｌｆｏｒｐｏｌｙｕｒｅａ［Ｊ］．Ｐｏｌｙ

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