复合土工膜的摩擦特性解析

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复合土工膜的摩擦特性解析

山东茂隆新材料科技有限公司 2023-08-15 1158


复合土工膜有哪些摩擦特性呢?今天小编来聊一聊,下面一起看一下吧。

复合土工膜是一种常用于土壤工程中的材料,具有以下几个特性。

首先,复合土工膜具有很高的抗渗透性。由于土工膜是由高密度聚乙烯或聚丙烯等材料制成,具有良好的质地和致密性,可以有效阻止水分、气体和化学物质的渗透。这一特性使得复合土工膜在水池、堤坝、隧道等土壤工程中广泛应用,保护土壤免受渗漏和污染的侵害。

其次,复合土工膜具有很好的耐候性。在户外环境中,土工膜需要面对各种不利的因素,如太阳紫外线、风雨侵蚀等。复合土工膜采用了特殊的添加剂,使其具有较强的抗老化能力和抗紫外线能力,能够长时间稳定地存在于户外环境中,避免因为外界环境的影响而导致性能下降。


复合土工膜的摩擦特性解析  第1张

复合土工膜由土工膜和土工织物组成,相比其他防渗材料,具有优越的延展性及防渗性,不仅能适应坝体的大变形,并可以发挥很好的防渗作用,主要用于土石坝、堤防、围堰等水库工程,以及蓄水池、渠道、垃圾填埋场等防渗工程。

已建的水库工程中,土石坝的数量达90%以上,其中土工膜防渗土石坝与同时代起步的碾压混凝土坝和混凝土面板堆石坝相比,发展明显滞缓,在土工设计中也涉及一些特殊的问题。当在斜坡上铺设土工膜时,土工膜与其他材料(包括土类)之间的摩擦特性,是工程设计时一个非常重要的控制指标。土工膜表面较为光滑,它与其他材料间与土类材料相比的摩擦角小,易沿斜面滑动,往往构成优先滑动面。若设计中考虑界面摩擦角较小,则边坡、坝坡坡度必然过缓,势必会加大工程量,造成经济浪费;反之,安全性能大幅度降低。因此正确评价土工膜界面的摩擦特性是工程中亟待解决的问题之一。

在土石坝工程设计中,垫层所选材料对工程稳定性具有重要影响。当土工膜作为防渗斜墙铺设在大坝上游面时,其会承受各种外部荷载,导致沉降变形和向下游的水平位移。这些位移通过周边结构传递给垫层表面的土工膜,导致土工膜与垫层材料之间发生接触剪切作用,并最终导致拉伸变形甚至破坏。许多工程实例表明,垫层材料的选择在土石坝工程设计中非常重要,尤其是当土工膜作为防渗斜墙时,其对坝坡的稳定性影响较大。

复合土工膜的摩擦特性解析  第2张

在温带大陆性气候地区,施工常常在夏季的酷热环境下进行。当温度很高时,施工面的温度经常达到40℃甚至50℃。在土工膜上铺设现浇砂浆或混凝土时,水化热过程会进一步提高土工膜周围的环境温度,使得工作环境面临着严峻的温度挑战。目前,土工膜是由高分子材料制成的,大多呈黑色。由于其材料的特性,土工膜的性能很容易受到温度的影响。当外界温度发生变化时,土工膜的基本力学性能会发生变化。如果温差过大,可能会导致土工膜受到过大的张拉力而滑落。另外,如果土工膜发生过大变形,上面覆盖的保护层(如砌块等)也会滑落,从而失去了防渗能力。特别是在施工阶段或未输水期间,这种破坏更容易发生。有关土工膜的研究中,主要侧重于构造和施工方面,少有温度与材料剪切性能之间关系的研究,本次试验研究将明确探究试验温度对土工膜界面摩擦的影响。研究成果可正确认识在不同试验温度下复合土工膜与不同剪切材料的界面摩擦参数的变化规律,对于工程设计人员评价坝坡稳定性具有重要的指导意义。

复合土工膜的摩擦特性解析  第3张

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