不同膜布组合形式下复合土工膜的气胀变形破坏试验

发布时间：2021-03-19 13:03

　　为了解复合土工膜在水库水位"抬升-下降"过程中的受力和变形特性,针对不同膜布组合形式下的复合土工膜,开展了气胀变形破坏试验。结果表明:不同复合土工膜的变形差异较为明显;土工膜的主要作用是提升防渗体的弹性和韧性,而土工布主要提升防渗体的塑性和胀破强度,起"加筋"作用;复合土工膜要结合施工过程中的上下细砂基础结构型式、地下承压层排气导管做法、透气阻水防渗膜新材料以及工程经济效益等进行综合确定和优化。 

【文章来源】：水利建设与管理. 2020,40(10)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

试验加载设备

不同膜布组合方式下的应力-应变曲线特征见图2。从图2中可知:不同膜布组合形式下的复合土工膜应力-应变曲线表现出较大的差异，在纯土工膜(S-1和S-2)情况下，应力-应变曲线表现出两阶段变形特征，即线弹性变形和塑性屈服变形，在塑性屈服变形阶段，张应力不再增加，双层土工膜的屈服应力大于单层土工膜，且前者约为后者的两倍，增加土工膜，可以提升防渗体的弹性性能，使其拥有更好的形变恢复能力和更佳的韧性;在膜下布上(S-3)、布下两层膜(S-5)以及膜上两层布(S-6)三种组合方式下，应力-应变先是经历了线弹性变化阶段，后又经历了一个短期的张应力下降过程(屈服过程)，这是因为土工膜和土工布的强度和形变能力有所差异，土工布主要起“加筋”作用，但其形变能力大大弱于土工膜，因此，土工布会在经历一定形变后发生局部破损，故出现一定的应力降低现象，随后，复合土工膜进入强化破坏阶段，应力随着应变的增加而增大;布在中间膜在两侧(S-4)的应力-应变曲线经历了弹性变形、塑性变形和弱化破坏变形三个阶段，当复合土工膜进入塑性损伤后，其应力持续降低，直至发生失稳破坏。2.2 胀破强度和高度分析

试验得到的不同膜布组合方式下的胀破压力和高度情况见图3。从图3中可知:膜上两层布(S-6)的胀破压力最大，单层土工膜(S-1)的胀破压力最小，前者约为后者的6倍;从S-2和S-3试验组的胀破压力对比可知，增加土工布或者土工膜层数均能明显提升胀破强度，但土工布起到的加筋作用明显强于土工膜，土工布层数越大，胀破压力越大;膜布组合方式对胀破压力也有显著影响，当土工膜均位于底层时(S-5)的胀破压力要高于膜布间隔布置(S-4)方式，这主要是由于土工布的渗透性较大，压力介质容易穿过，这实际上减弱了膜布之间的相互作用关系，因此，所能承受的胀破压力减小。对比不同膜布组合方式下的胀破高度可以发现，纯土工膜试验组的胀破高度大于复合土工膜试验组，增加土工膜层数，可以使其塑性变形能力增强，因此双层土工膜的胀破高度最大，单层土工膜次之;在复合土工膜试验组中，布在中间膜在两侧的胀破高度最大，其次为布下两层膜试验组，膜上两层布和膜下布上组合方式的胀破高度基本相当。

【参考文献】：
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本文编号：3089614