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土工膜与土工布接触侧较实验前更为光滑

文章出处:防渗土工膜厂家 人气:发表时间:2020-01-07 15:43
导读:土工膜与土工布之间还存在吸力 本次试验试样制备、干燥状态下 HDPE 光面土工膜-500g/m 无纺土工布,应归功于糙面土工膜,HDPE 糙面土工膜与500g/m2 无纺土工布 有很强的应变软化特性。

  土工膜土工布接触侧较实验前更为光滑。干燥状态下剪应力减少了 20% ―40% ,潮湿状 态下剪应力减少了 40% ―50% 。位移继续增大,剪 拉-压荷重传感器 应力减少较少,取剪切位移 Dld =50mm 时的强度为 土工布 大位移强度τld 。试验结束后,土工布没有发生破坏, 标准砂 HDPE 土工膜 数显位移计 与潮湿状态下对比,除 50kPa 干燥状态与潮湿 刚性块 状态下峰值强度基本接近外,正应力在 100kPa、 300mm 150mm 150kPa 下干燥状态时峰值强度均低于潮湿状态,干 燥状态下峰值强度为潮湿状态下 65%、61% 。可能 图 1 大尺寸直剪盒示意图 的原因是,除了土工膜与土工布之间的摩擦作用, Fig.1 Schematic diagram of large displacement shear box 由于水分的存在,土工膜与土工布之间还存在吸力 本次试验试样制备、试验步骤及注意事项均严 作用,引起界面强度的增加。对于大位移强度,两 格按照 ASTM5321-08[11]进行。

 
 
  分别进行光面土工 种状态下具有同样规律,即干燥状态大位移强度为 膜、糙面土工膜与无纺土工布,在干、湿两种状态, 潮湿状态下的 74%、64% 。 工 程 力 学 189 60 100 90 50 80 ) ) a a 70 a 40 a P P P P 150kPa k k 60 k k ( / / ( 力 30 力 50 力 力 应 应 100kPa 应 150kPa 应 40 剪 20 剪 剪 100kPa 剪 30 50kPa 10 50kPa 20 10 0 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 10 20 30 40 50 60 70 80 位移 (mm) 位移/mm 位移/mm 位移 (mm) 2  干燥状态下 HDPE 光面土工膜-500g/m 无纺土工布 2  潮湿状态下 HDPE 糙面土工膜-500g/m 无纺土工布 界面剪应力与剪切位移曲线 界面剪应力与剪切位移曲线 Fig.2 Shear stress vs. displacement in dry condition at smooth Fig.5 Shear stress vs. displacement in wet condition at 2 HDPE geomembrane-geotextile (500g/m ) interface 2 textured HDPE geomembrane-geotextile (500g/m ) interface 60 随着位移增加迅速增加并达到大值,定义为初始 50 ) 强度τini ,此时剪切位移,定义为初始位移Dini 介于 a 40 a P P k k 1.2mm―1.4mm。进入强化阶段后,需要较大的位 ( / 力 30 150kPa 力 应 移才能达到峰值强度τ ,τ 出现的剪切位移 D 在 应 p p p 剪 20 剪 100kPa 30mm 左右,而光面土工膜,其峰值剪切位移小于 10 50kPa 4.34mm 。

 
 
  与τp 比较,软化阶段Dld =50mm 时,其大 0 位移强度τld 减少了 20%左右。初始强度τini 为τp 的 0 10 20 30 40 50 60 70 80 位移/mm 50%左右。糙面土工膜实验曲线出现应变强化阶段, 位移 (mm) 2 即出现扁平状峰值强度,应归功于糙面土工膜对土  潮湿状态下 HDPE 光面土工膜-500g/m 无纺土工布 界面剪应力与剪切位移曲线 工布的拉扯作用,试验结束后,观察到界面间土工 Fig.3 Shear stress vs. displacement in wet condition at 布表面纤维被糙面土工膜拉扯,土工膜未破坏。 smooth HDPE geomembrane-geotextile (500g/m2) interface 潮湿状态下,剪切位移曲线无弹性阶段,但具 3.2 HDPE 糙面土工膜与500g/m2 无纺土工布 有很强的应变软化特性。正应力越高,应变软化越 图 4 、图 5 为干、湿状态下糙面土工膜与 明显,大位移强度τld 减少了 40%左右。与光面土工 500 克/m2 无纺土工布的界面剪切试验曲线。 膜对比,需要较大的剪切位移才能出现峰值强度τ , p 与光面土工膜剪切性能曲线形态不同,干燥状 峰值位移 Dp 在 5mm―10mm 之间。比较糙面土工 态下 HDPE 糙面土工膜与 500g/m2 无纺土工布剪切 膜与无纺土工布在干燥和潮湿状态下τ ,干燥状态 p 性能曲线可划分为 3 个阶段:弹性阶段、应变强化 下,50kPa、100kPa、150kPa 时其τ 分别为潮湿状 p 阶段和应变软化阶段,见图 4 。弹性阶段,剪应力 态下的 91%、89%、76% 。

 
 
  与光面土工膜对比,干 100 燥状态下τ 降低的比例不多,说明此时吸力作用不 p 90 80 如光面土工膜强。糙面土工膜在潮湿状态下,界面 ) a 70 a 150kPa 间土工膜对土工布的拉扯和吸力共同作用,但低应 P P k 60 k / ( 力 50 100kPa 力状态下,吸力作用更为不明显。 力 应 应 40 剪 剪 30 50kPa 4 讨论 20 10 0 根据莫尔-库仑强度理论,界面剪切强度可以由 0 10 20 30 40 50 60 70 80 下式表示: 位移/mm 位移 (mm) τ = c + σ tanφ 2 图4 干燥状态下 HDPE 糙面土工膜-500g/m 无纺土工布 c 通常被称作粘聚力,σ tanφ 为摩阻力。对于土 界面剪应力与剪切位移曲线 工织物与土工织物之间界面抗剪强度包线更趋近 Fig.4 Shear stress vs. displacement in dry condition at textured HDPE geomembrane-geotextile (500g/m2) interface 于曲线关系,特别是低应力状态下。因此,在试验 190 工 程 力 学 正压力范围内,c 看作为仅仅与剪应力轴相交,定 表2 干、湿状态HDPE 光面和糙面土工膜-土工布界面 实验剪切强度参数 义抗剪强度包线的位置,超出此正应力范围的任何 Table 2 Smooth and textured HDPE geomembrane-geotextile 外推均不具有意义[6] 。本文采用线性拟合分析光面 measured interface shear strength parameters in dry and 和糙面土工膜与土工布之间的剪切强度关系。
 

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