具有防渗性能优、适应变形能力强、低碳环保、施工便捷、易修复和造价低等优点的PVC-P土工膜广泛应用于水利、市政、隧道、矿山和交通运输等工程领域[1-4]。据国际大坝委员会135公告统计，263座以土工膜为主体防渗材料的大坝中59.0%使用了PVC-P土工膜[5-6]，虽然工程实践已证明PVC-P土工膜的适用性，但施工时风荷载引起鼓胀变形、温度作用造成局部褶皱、地下水位上升致使水库库盘防渗膜气胀和周边缝处差异位移沉降引起的大拉伸变形等仍是亟待解决的关键技术问题[7-9]。水荷载作用下高堆石坝周边缝处差异位移引起的拉应变达46%~312%[10]，膜防渗结构呈现运行初期剧烈变形最终趋于稳定的趋势[11]，长期处于变形态PVC-P土工膜能否满足防渗要求关系整个工程安全运行[12]。 传统上采用土工膜垂直渗透试验仪和柔性壁渗透仪测定恒定渗透压力及一定时间内的渗透量表征土工膜的防渗性能，运用达西定律或菲克方程得到渗透系数或水力传导率，但其渗透机理仍存在争议[13-14]，目前尚未见适用于大拉伸变形态土工膜渗透特性评价体系的文献或报道。低场核磁共振技术是一种具有快速、无损、准确等优点的信息测定技术[15]，利用天然具有独特多尺度特性的自旋探针，从原子尺寸至100 nm空间尺度、10-9~102 s时间尺度上原位检测试样微观结构特征和动力信息[16]，被广泛应用于农业食品、能源勘探、高分子材料和生命科学等领域研究。目前已有研究学者利用低场核磁共振技术量测并分析冻土样品中氢质子弛豫时间得到水份分布信息[17]，并且该技术已成功应用到多种材料的微观结构分析，为PVC-P土工膜渗透机理和周边缝处膜防渗结构渗透特性研究奠定了基础。
为探究变形态PVC-P土工膜渗透性能，本文自主研发了一种变形态土工膜渗透量测定试验仪，展开了多组渗透压力及初始延伸率水力特性试验，研究了变形态PVC-P土工膜的渗透性能变化规律，利用低场核磁共振技术得到了膜渗透机理与渗透量、孔隙之间的关系。研究成果可供高面膜堆石坝周边缝处PVC-P土工膜渗透性能评价参考。
针对面膜堆石坝周边缝处膜防渗结构中变形态PVC-P土工膜的渗透性能，本文采用自主研发的定伸渗透试验仪展开了变形态PVC-P土工膜渗透试验，获得了渗透系数衰变趋势；基于低场核磁共振技术从微观角度探究了渗透性能演变机理，主要得到3点结论。 （1）变形态PVC-P土工膜抗渗性能随延伸率增大呈衰减趋势，相较于母材渗透系数由10-11 cm/s量级增大至10-9 cm/s，无损伤及局部拉伸破坏条件下，其防渗性能优于传统黏性土防渗材料。
（2）延伸率的增大导致孔隙发育显著、孔隙度增大，归因于闭孔发育为开孔、孔喉半径增大和孔喉分布占比增长，这是抗渗性能随延伸率增大而衰减的主要原因。
（3）尽管变形态PCV-P土工膜仍具有较低的渗透系数，但工程实际中拉伸变形是复杂多样的，可能存在局部损伤或破损状况，建议采取工程技术措施降低出现大延伸率或损伤破坏的可能性，以延长服役周期。
论文评审意见与作者答复
