干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 复合土工腊蠕变性能的研究

Arid

	复合土工腊蠕变性能的研究
	徐赟; 毛守让; 何玉红; 李华銮; 刘健; 李艳琴; 张玉堂; 凌春; 孙保华; 徐广庆; 孙忠武; 高秋霞; 孙玮; 孟现敬; 郭香丽; 周庆峰; 赵卫东; 岳庆玲; 凌燕; 郭朝明; 张静芬; 崔松芳; 魏华; 王晓勇; 卢展鹏; 王英军; 宗红丽; 李艳花; 郭文丽; 刘连会
完成单位	濮阳市引黄工程管理处
登记(发布)日期	2008
中文摘要	复合土工膜是土工合成材料的一个重要应用领域,它具有不透水性强、抗冻性好、厚度薄、质量轻、体积小,便于施工和造价低等特点。广泛应用于水利枢纽、江河湖海堤坝工程及农田水渠的防渗、防止公路、铁路基床的翻浆冒泥、垃圾填埋场、污水处理厂的防污防渗以及园林绿化、沙漠治理等工程中,90年代,东北、华北、长江流域先后发生了几次特大洪涝灾害,复合土工膜在防洪抢险中发挥了极为突出的作用。复合土工膜在土体中长期受到稳定拉伸力的作用,这决定了复合土工膜的使用过程是一个长期的蠕变的过程。在长期的蠕变过程中,复合土工膜可能因其拉伸屈服强度下降而断裂,引起土工结构的破坏。目前,有关复合土工膜生产工艺和制品的基础研究较少,相关的基础研究工作大大滞后于复合土工膜的生产和应用,尤其是其蠕变问题的研究是空白。本项目通过对复合土工膜长期蠕变试验,取得了一些研究成果,总结如下： 1、设计了蠕变试验仪器：本项目的一个创新点就是研制开发了适用于土工布和复合土工膜的RB-0408蠕变试验仪。本仪器的特点是： (1)采用高精确度的电子数显指示表测量试样的变化,有效地减小了由于人工测量读数带来的误差; (2)可以设定不同的时间间隔,并通过专用适配器,自动将数据传出电脑中,减小了由于时间因素带来的数据误差。本仪器的开发为以后相关材料的蠕变试验带来了便利。 2、设计了两布一膜蠕变试验：为了填补两布一膜蠕变性能方面研究的空白,设计了短纤针刺非织造复合土工膜(两布一膜)的蠕变试验：试验室的室温保持在(20±2)℃,相对湿度为(60±10)%,试样取200㎜×100㎜,本试验采用砝码加载,采用20%、40%、60%、80%断裂强度4级荷载,按1m、2 m、6m、10m、30m和1h、2h、5h、8h、30h、72h、100h、以后每隔两天测读一次,当超过1000小时后每间隔500小时来记录伸长量,目前试验已经持续了6000小时。试验得到的结论： (1)两布一膜的蠕变特性与承受的荷载有关,当荷载越大,蠕变应变越大; (2)在恒载长期拉伸作用下,两布一膜表现出很强的横向收缩特性,并且颈缩量的大小与荷载成正比; (3)通过试验现象揭示出两布一膜的蠕变机理。 3、建立了两种新蠕变模型：以四元件的模拟原理思路了建立两布一膜的六元件串联模型。六元件串联模型既能形象地描述出蠕变的过程,并且做出的蠕变曲线和实际试验数据所得极为相似,拟合度较高,用来预测其长期蠕变量误差较小。 4、利用蠕变模型预测其长期蠕变性能：本研究利用Origin软件对三种蠕变模型(经验公式、六元件并联模型和六元件串联模型)进行了拟合,确定了蠕变公式中的参数,并且根据相关性和验证t=6000h的蠕变试验值,证明三种模型在不同的情况下可以模拟短纤针刺非织造复合土工膜的蠕变性能。表6-1模型参数表模型公式：参数 20% 40% 60% 80% C1 0.00002 0.00002 0.00002 0.00002 m 1.60 1.60 1.60 1.60 C2 0.139 0.04197 0.05058 0.04251 E1 1336.32 198.07 235.82 142.11 E2 661.65 563.16 166.43 317.91 η 70388 40139.7 73.40 5525.99 E1 2677.46 465.69 472.4 284.31 E2 664.1 419.90 166.40 318.40 η2 69466.53 769.78 72.84 5467.91 η3 3.6×10 3×108 2.6×108 2.4×108 通过以上分析得出,短纤针刺非织造复合土工膜在20%极限荷载的长期作用下,蠕变量很小,完全不影响工程的稳定性和耐久性;40%荷载的情况下,有一定的蠕变现象,但是对工程的稳定性没有大的影响;而在60%较高荷载作用下,只能用于中短期的工程,避免使用在寿命较长的重大工程中;80%高荷载作用下,短期内就因变形过大而失效,不能用于实际工程中。
中文关键词	复合土工膜 ; 蠕变 ; 性能
成果类型	应用技术
语种	中文
国家	中国
中图法分类号	TU531.7
URL	http://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001336714
资源类型	成果
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/242270
推荐引用方式 GB/T 7714	徐赟,毛守让,何玉红,等. 复合土工腊蠕变性能的研究[Z]. 应用技术,2008.