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使用土工膜的目的及厚度的确定

时间:2018-12-05 点击量:

  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,是设计上一个很重要的控制指标。土工膜表面较为光滑,它与其他材料之间的摩擦角较土的摩擦角小,很容易沿界面产生滑动。测定土工膜摩擦特性的试验方法与土工织物的相似,也可以在现场进行摩擦试验,如进行类似于无粘性土的休止角的抬板实验,即将土工膜铺在平板上,然后在土工膜上堆放实际的材料(土或土工织物等),逐步抬高板的一端,则可以测得开始产生滑动时的坡角。


  土工膜的厚度应依据防渗和强度两方面的要求来确定。控制渗漏量对隔绝污染源来说尤为重要。按照达西公式,渗透系数为10-12 cm/s的1mm厚的土工膜与渗透系数10-10 cm/s的厚度为20 cm的粘土相比,其渗透系数虽然相差100倍,但土工膜的透水率 反而比粘土大一倍。加厚土工膜可以有效地减少渗透量。另外,确保土工膜在水压力下 不被刺穿漏水,膜厚也是一个重要因素。


  土工膜被刺破必须有接触面不平整的条件。引起刺破的压力可以是水压力或粗粒土传递的荷载,根据一些试验结果,认为土工膜抵抗后者刺破的能力比抗水压力大,所以只对水压力的作用加以介绍。目前,在水压力刺破方面有两种厚度计算模型。一种是土工 膜铺在粗料土表面,在水压力作用下有一个嵌入作用,原来相对平直的土工膜下陷在粗粒土的孔隙中,土工膜受拉达到一定程度后,拉应力超过断裂强度,土工膜便被拉破。


  另一种是土工膜施工前都要求整平地面,对缝和洞的空隙都应充填,但如充填物质受水压力或水流的作用下陷开裂使得土工膜在局部地点下沉,并承受拉力,严重时也可能拉破土工 膜。据一些研究成果,土工膜摩擦特性有以下4个特点,界面上的剪切应力与位移之间为非线性的关系,受所接触土料变形性的影响,峰值点以前的应力与位移关系基本上符合双曲线关系。界面的峰值摩擦阻力与正应力呈(通过原点)直线关系,其斜率为tans , S为土工膜与该材料的摩擦角。摩擦角的大小与膜材料的界面特性有关,光面膜与土之间的摩擦系数最小,经常是滑动的薄弱面。在一般情况下,水下的摩擦角要比干燥时小2--50,在设计时,需要慎重考虑。


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