復(fù)合土工膜環(huán)向約束球形鼓脹變形試驗(yàn)研究.pdf

1、復(fù)合土工膜已在水庫、人工湖、固體垃圾填埋場等庫底水平防滲系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。對于庫底采用復(fù)合土工膜水平防滲的水庫或固體垃圾填埋場，由于地下水位上升、復(fù)合土工膜缺陷滲漏等多種原因，使膜下非飽和土層中的氣體聚集、上升，并在復(fù)合土工膜膜下形成有壓氣體，導(dǎo)致復(fù)合土工膜出現(xiàn)局部鼓脹變形甚至破壞的現(xiàn)象，可歸類為復(fù)合土工膜氣脹現(xiàn)象，復(fù)合土工膜氣脹變形會(huì)進(jìn)一步加劇庫水滲漏，并影響水庫防滲安全。因此，研究復(fù)合土工膜氣脹變形的力學(xué)特征，對于保證復(fù)合土工膜庫

2、盤防滲的安全性和可靠性具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　論文總結(jié)了復(fù)合土工膜氣脹變形的特征，分析了復(fù)合土工膜氣脹變形的影響因素的，推導(dǎo)出了復(fù)合土工膜的應(yīng)力應(yīng)變計(jì)算公式，利用氣脹變形專用試驗(yàn)設(shè)備，進(jìn)行了土工膜、土工布和復(fù)合土工膜的氣脹變形試驗(yàn)研究，研究了設(shè)備直徑、加載頻率對土工膜、土工布和復(fù)合土工膜氣脹變形特性的影響，以及復(fù)合土工膜氣脹變形的應(yīng)力應(yīng)變規(guī)律、脹破強(qiáng)度和氣脹破壞時(shí)最大冠頂高度等，主要研究內(nèi)容和成果如下:
　　(1)復(fù)合土工

3、膜氣脹變形的主要影響因素分別為設(shè)備孔徑、加載速率和膜布結(jié)合方式等。
　　(2)分析了復(fù)合土工膜環(huán)向約束鼓脹變形特征，基于鼓脹變形的幾何關(guān)系和力學(xué)原理，推導(dǎo)了復(fù)合土工膜環(huán)狀約束球形氣脹變形的應(yīng)力-應(yīng)變公式。因?yàn)閼?yīng)力和應(yīng)變公式的推導(dǎo)與材料本身的力學(xué)性質(zhì)無關(guān)，因此該公式適用于所有土工合成材料的氣脹變形應(yīng)力應(yīng)變的計(jì)算。由推導(dǎo)的應(yīng)力應(yīng)變公式可知:應(yīng)力σ的大小與約束法蘭盤直徑，冠頂高度，樣品厚度和脹破強(qiáng)度有關(guān)，而應(yīng)變?chǔ)艃H與約束法蘭盤直徑和冠頂

4、高度有關(guān)。
　　(3)通過土工膜的氣脹變形及在相同條件下的土工膜與放置其下面土工布的脹破試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可得出，下面的土工布不承受力學(xué)作用，主要起到保護(hù)土工膜刺穿、延長復(fù)合土工膜的使用壽命的作用，而承擔(dān)主要荷載的是上面的土工布以及中間的土工膜。
　　(4)復(fù)合土工膜鼓脹隆起的面積越小、速率越快，其氣脹壓力值越大，冠頂高度越小;冠頂高度的極限值與復(fù)合土工膜的極限延伸率有關(guān);氣脹壓力值的大小關(guān)系與冠頂高度、應(yīng)力應(yīng)變的大小關(guān)系相反。<