垂直铺塑技术,即将复合土工膜在地层中垂直铺设,通过土工膜的不透水性和岩土体介质的强度共同构筑防渗体系。近年来,该技术在水工建筑物、垃圾填埋场、地下油料库、化学危险品处置等工程中得到广泛应用。但垂直铺塑防渗体属于隐蔽工程,受限于施工工艺、材料性质、地层环境等影响,复合土工膜可能会出现局部破损而导致渗漏,造成安全隐患。因此,对复合土工膜破损位置进行精准探测,排查垂直铺塑体系安全隐患,对于推动水利工程以及环境工程的进步具有重要意义。本文基于电阻率法对复合土工膜渗漏进行研究,主要使用数值模拟和室内模型试验的方法,对比土工膜出现不同破损缺陷时电阻率剖面图低阻区域的变化和规律,探讨这种方法在土工膜渗漏探测中的有效性。本文主要完成以下工作:(1)总结复合土工膜渗漏探测的地球物理前提,分析使用电阻率法进行探测的可行性。由于土工膜具有绝缘阻水的特性,土工膜出现破损后两侧水头差消失,充填地下水的岩土体介质电阻率降低,与周围背景场出现电阻率差异,因此可通过电阻率剖面图的低阻异常判断土工膜是否完整。(2)研究pyGIMLI和BERT开源代码现有运算模块,基于Python语言进行二次开发,使用该程序对土工膜典型破损缺陷进行不同装置的数值模拟。并根据土工膜渗漏探测的地球物理前提,对土工膜典型破损特征进行总结和分类,针对土工膜各种典型破损形态,主要对点状破损尺寸、横向破损尺寸、竖向破损尺寸、异常体埋设深度、两异常体之间位置五个工况进行了有效的数值模拟。通过对不同工况各参数的模拟结果进行对比,得出各工况下可探测的最小尺寸,将探测精度精确到亚米级。(3)根据模型试验的需求设计和制作模型装置、电极板等配件,确定试验土料配制和电阻率测定。总结出在石英砂中不同缺陷的渗透特征和扩散规律:在横向破损缺陷工况中,水流主要沿破损位置向左右两侧扩散;在竖向破损缺陷工况中,水流主要沿破损位置向两侧和上方扩散;在点状破损缺陷工况中,水流沿缺陷位置向四周扩散。该特征和染色扩散图基本相符。