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粗糙土工膜的抗剪强度普遍高于光滑土工膜
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土工膜、土工布、土工布复合膨润土衬垫等土工合成材料广泛应用于现代卫生填埋场、公路工程和水利水运工程。特别是膨润土防水毯复合衬垫与压实粘土衬垫和单层膜衬垫相比,具有水力防渗性能好、施工质量易于保证的优点。


光滑土工膜/土工布界面、粗糙土工膜/土工布界面和粗糙土工膜/膨润土防水毯界面的应力-位移曲线大多表现出明显的峰值强度和峰后软化。粗糙土工膜的抗剪强度普遍高于光滑土工膜。水合膨润土的挤出会削弱膨润土防水毯界面的剪切强度。


粗糙土工膜的抗剪强度普遍高于光滑土工膜

 

对于土工膜、土工布和膨润土防水毯之间界面的抗剪强度特性,大多数研究都是独立进行的,并分析了相应的机理。土工膜/土工布界面剪切试验表明,粗糙土工膜和无纺布界面的峰值剪切强度明显高于光滑土工膜和无纺布界面,峰值应力对应的水平位移也较大。土工膜与土工布界面软化的原因包括无纺布表面的纤维被拉出或扯下,粗糙土工膜表面的粗糙突起在剪切过程中被磨平。粗糙表面土工膜/土工布界面的破坏模式会受到法向应力、粗糙表面形成过程和粗糙表面突起间距的影响。一般来说,粗糙凸起之间的距离越小,对界面剪切强度的增强效果越好。但当距离过密时,粗糙的土工膜表面会变得平整,减弱粗糙颠簸的效果。通过微观试验测定了粗糙土工膜剪切试验前后表面粗糙度的变化,建立了土工膜界面宏观和微观尺度指标之间的定量关系。在常压和剪应力作用下,膨润土防水毯的水化膨润土会挤出,削弱膨润土防水毯与其他材料界面的抗剪强度。随着法向应力的增加,膨润土防水毯中膨润土的挤出量会发生变化;膨润土防水毯中水化膨润土的挤出现象在机织物侧比在无纺布侧更明显。


虽然土工合成材料界面剪切特性和机理的研究取得了一些进展,但粗糙土工膜、光滑土工膜、土工布和膨润土防水毯之间的界面很少作为研究对象。在中低常压(< 500kPa)条件下,粗糙土工膜+膨润土防水毯复合衬砌呈现粗糙土工膜/膨润土防水毯界面剪切破坏模式。粗糙土工膜/膨润土防水毯的界面剪切覆盖了粗糙土工膜/土工布界面和膨润土的作用;粗糙土工膜/土工布界面覆盖了光滑土工膜/土工布界面和粗糙土工膜凸起的作用。



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