探究土工膜的裁剪性能,了解其特点与优势

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探究土工膜的裁剪性能,了解其特点与优势

山东茂隆新材料科技有限公司 2023-12-20 1087


想了解土工膜的裁剪性能有哪些吗?小编今天就为大家详细介绍一下,一起来看看吧!

探究土工膜的裁剪性能,了解其特点与优势  第1张

土工膜的裁剪性能主要包括以下几个方面:

1、拉伸强度:土工膜在裁剪时需要保证具有足够的拉伸强度,以便于后续加工和使用。

2、断裂强度:土工膜在裁剪时需要保证具有足够的断裂强度,以便于后续加工和使用。

3、弹性模量:土工膜在裁剪时需要保证具有足够的弹性模量,以便于后续加工和使用。

4、耐磨性:土工膜在裁剪时需要保证具有足够的耐磨性,以便于后续加工和使用。

5、耐化学性:土工膜在裁剪时需要保证具有足够的耐化学性,以便于后续加工和使用。

土工膜的裁剪性能是保证其后续加工和使用的重要条件,因此需要对其进行全面的性能测试和评估。

与土工膜界面之间的剪切性能。这项研究可为后续卫生填埋场的设计和施工提供有益参考。根据ASTM5321-08的规定,剪切试验需要在正应力施加1小时后进行。在进行潮湿状态的剪切试验时,试样需要在水中浸泡24小时,并且在试验前需将试样表面擦拭干净,以确保试验材料的准备与实验要求一致。

糙面HDPE土工膜厚度为1.7mm,土工膜与土工布之间放置塑料薄板,并使用剪切盒将其放置好,塑料薄板的密度为0.94g/cm²。采用共挤工艺形成单面粗糙的土工膜后,再将塑料薄板抽出。根据ASTM5321-08提供的标准,剪切速度设定为0.25mm。光面HDPE土工膜厚度为1.5mm,采用速率为6.35mm/min到0.025mm/min的实验条件。根据文献,该土工膜的密度为0.94g/cm²。土工布采用聚丙烯人造纤维制成,研究表明除了膨润土防水毯外,土工合成材料界面的剪切强度与所选取的剪切速率无关,单位面积质量为500g/m²。本次直剪试验选择剪切速度为1.4mm/min,试验仪器为美国Geotest公司生产的大尺寸直剪仪,剪切位移设定为75mm。实验结束后观察并记录材料界面的破损情况。

探究土工膜的裁剪性能,了解其特点与优势  第2张

试验结果显示,上、下剪切盒的尺寸为300mm×300mm,深度为75mm。在试验中,下盒装入刚性块,形成一个平台用以支撑HDPE土工膜。上盒固定不动,推动下盒以确保剪切过程中HDPE光面土工膜与500g/m²无纺土工布之间的剪切面积保持恒定为3.1。有效剪切面积为0.09m²。拉-压荷分别为干燥和潮湿状态下的HDPE光面土工膜与上盒之间的剪应力。采用数显重传感器测定剪应力,并使用位移传感器测定下盒的剪切位移。干燥和潮湿两种状态下的剪应力与位移曲线形式相似。

开始剪切时,剪应力迅速增加并达到峰值强度τ 。同时施加正应力,并使用4个压力传感器进行测量。HDPE土工膜样品的尺寸为306mm×450mm。在试验过程中,样品被放置在位移继续增加的条件下,剪应力逐渐减小。除了在干燥状态下施加50kPa的正应力,并用夹条夹紧两侧外,无纺土工布样品的剪切强度峰值位移为4.34mm,尺寸为300mm×340mm,放置在土工膜上方,并在上盒的剪切反方向一侧边固定。上盒装入标准砂,并与已有文献结果一致。在3种正应力状态下,剪应力、剪切位移和应变软化行为均通过软件自动记录。正应力越高,应变软化越明显。在潮湿状态下,应变软化更为明显,位移在40mm-50mm范围内,并适时显示剪应力与位移的曲线。

复合土工膜防渗方案对比传统防渗的优势

根据地质勘察成果和施工工地情况,我们提出了两种具体的堤身防水层措施计划:一种是采用迎水坡复合土工膜防水层,另一种是采用塑性变形混泥土防渗墙。这两种计划方案在技术上都是可行的,并且工程施工不会受到堤身砂砾石、灰土隔层和孤石的影响,可以避免施工过程中钻机遇到困难的问题。

方案一:铺设复合土工膜防渗

为了保护迎水侧坡的顶部边坡,首先在坡顶上铺砌5厘米厚的砂石抹灰层,然后铺设复合土工膜。在复合土工膜上,采用C25现浇混凝土,厚度为15厘米,用于边坡的防护。复合土工膜的顶端选择使用M12地脚螺栓锚定在堤防上,用于防止浪涌。复合土工膜的底端从底部格埂开始顺坡朝前铺平2米,然后垂直插入堤防,插入深度为相对隔水层的1.3米,并使用现浇混凝土槽体进行锚定。复合土工膜采用两层布和一层膜的结构。对于无法在水面斜坡上铺设复合土工膜的区域,如各个码头道口,应采用劈裂灌浆进行垂直防渗处理。劈裂灌浆的处理范围与复合土工膜的重叠长度不得小于10米。劈裂灌浆采用水泥含量为15%、水灰比为1.5的水泥浆,孔洞的排列形状呈梅花状,单行孔间距为2.5米,双行孔间距为2.0米。第一排孔距离面向水侧的防波墙1.5米,第二排孔距离面向水侧的防波墙3.5米。劈裂灌浆孔底的标高与原来的多头小直径防渗墙相同。

在选择防水层材料时,需要根据工程施工环境来判断是使用HDPE防渗土工膜还是复合土工膜。虽然两种膜都是防水层材料,但如果比较1000g的HDPE防渗土工膜和复合土工膜,防渗土工膜在防水效果方面更好。这是因为1000g的复合土工膜需要将一部分重量分配到两侧的土工布中,导致中间的膜材变薄。因此,在选择时应根据实际情况做出决策。

探究土工膜的裁剪性能,了解其特点与优势  第3张

方案二:塑性混凝土防渗墙

防渗墙的顶部高度为8.70米,厚度为0.3米,渗透系数k小于10.1厘米每秒。防渗墙穿过堤体土壤,进入相对不透水层的深度不少于1米。塑性混凝土的水泥用量不少于80公斤/立方米,膨润土用量不少于40公斤/立方米,水泥和膨润土的总用量不少于160公斤每立方米。胶凝材料的总量不少于240公斤每立方米,砂率不少于45%。对于无法使用塑性混凝土防渗墙的路段,例如码头道口,将采用劈裂灌浆进行垂直防渗处理。劈裂灌浆的处理范围与塑性混凝土防渗墙的搭接长度不得少于10米。劈裂灌浆采用水泥浆,建议掺入15%的水泥,水灰比为1.5,并设置两排孔洞,呈梅花状排列。单行孔的间距为2.5米,行间距为2.0米。一行孔距水面防浪墙1.5米,二行孔距水面防浪墙3.5米。孔底标高与原始多头小直径防渗墙相同。

两种方案技术经济分析比较如下:

方案一的施工方式是只在水坡一侧进行水坡复合土工膜防渗施工,对于堤顶、背水坡和护堤路面的施工干扰较少,工期的影响也相对较小,但是需要保证施工质量较高。

方案二是使用塑性混凝土防渗墙,这种墙体连续性好,防渗性能可靠,耐久性好,并且能够适应堤防的变形,与堤身土紧密结合。然而,在工程施工过程中,需要建造满足防渗墙施工需求的工程施工平台,这会导致施工速度较慢,对工程进度产生较大影响。同时,还需要在完成的堤顶填土部分进行基坑开挖,并卷起已铺砌的加筋土工格栅,等待防渗墙施工完成后再重新铺砌并回填土。

根据名称,复合土工膜可简称为复合膜。对于成品无纺布或土工布,我们称之为涂层布基布。毫无疑问,防渗土工膜具有防水和隔离的特点。防水层的效果很好,复合型的水刺无纺布在挤出淋膜机膜头时,由于高气温,与基布粘合在一起形成复合膜。复合膜不仅具有优良的防水特性,而且两侧的布原膜不会被尖锐物块、碎石子或树杆刺破或损坏,使防水层系统更加平稳,工程更安全和耐用。

在技术上,方案1能够满足堤身的防渗要求,并确保堤防在设计使用寿命内的防渗安全。与方案2相比,方案1的施工与路堤顶路、回水坡和路堤防护场地的绿化施工可以同时进行,相互之间的干扰较小,并且对工期的影响也较小,不需要对路堤顶覆土和加筋土工格栅进行返工。因此,推荐将堤身防渗处理方案更改为在临水边坡铺设复合土工膜防渗方案。通过对比分析发现,在临水边坡上铺设复合土工膜的防渗方案具有良好的防渗效果,能够满足路堤的防渗要求。施工可与路堤顶路、背水坡和路堤防护地面的绿化施工同时进行,相互之间的干扰较小,对工期的影响也较小,并且不需要对路堤顶覆土和加筋土工格栅进行返工。

探究土工膜的裁剪性能,了解其特点与优势  第4张

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