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        復(fù)合土工膜內(nèi)摩擦角試驗(yàn)分析研究

        2015-06-29 09:21:50曹鑫
        卷宗 2015年6期

        摘 要:復(fù)合土工膜防滲性能好、施工速度快,經(jīng)濟(jì)性明顯,在水利工程建設(shè)中己越來越多地被采用。但復(fù)合土工膜鋪放時容易滑動而造成邊坡不穩(wěn)。目前,復(fù)合土工膜內(nèi)摩擦角大多用經(jīng)驗(yàn)估算。論文以試驗(yàn)為基礎(chǔ),研究復(fù)合土工膜在不同墊層(粗、中、細(xì)砂)下內(nèi)摩擦角的大小,并得出對相關(guān)工程具有指導(dǎo)性的結(jié)論。

        關(guān)鍵詞:復(fù)合土工膜;內(nèi)摩擦角;試驗(yàn)

        1 引言

        復(fù)合土工膜是用聚乙烯或聚氯乙烯為基礎(chǔ),壓延成膜與滌綸針刺土工布熱合而成,具有抗拉、抗頂破、抗撕強(qiáng)度高,延伸性能好,變形模量大,耐老化,防滲性能好,使用期長等特點(diǎn),具有較好的防滲效果,經(jīng)濟(jì)性明顯,在水利工程建設(shè)中己越來越多地被采用。但復(fù)合土工膜鋪放時容易滑動而造成邊坡不穩(wěn)。目前,復(fù)合土工膜內(nèi)摩擦角大多用經(jīng)驗(yàn)估算。本實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑榱搜芯繌?fù)合土工膜在不同墊層(粗、中、細(xì)砂)下內(nèi)摩擦角的大小。

        2 試驗(yàn)?zāi)P驮O(shè)計及試驗(yàn)裝置

        1.試驗(yàn)?zāi)P驮O(shè)計

        由于粘土一般作為防水材料,礫石棱角會使復(fù)合土工膜遭受破壞,在工程中一般選擇砂土為墊層,本次試驗(yàn)所選的復(fù)合土工膜的墊層為配制不同比列粗、中、細(xì)砂,其比列如表1-1

        2.模型試驗(yàn)裝置

        采用普通的直剪儀,下面放置砂土,上面放置土工膜。

        3 試驗(yàn)

        1.試驗(yàn)方法

        在每組不同配合比的砂土上,分別加上三組不同的壓力,分別為0KN,100KN,200KN,測出其臨界摩擦力T。選用干砂土,因?yàn)樯巴梁畷r與土工膜有了較大的粘聚力,偏安全。所選復(fù)合土工膜單位面積質(zhì)量為1018g/m2。

        2.試驗(yàn)結(jié)果

        按照以上步驟,試驗(yàn)結(jié)果如表1-2

        其壓力與T的關(guān)系曲線如圖1.1

        4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的后處理

        1.確定壓力與T的直線關(guān)系

        在圖1.1中,分別在每組砂土中,連接壓力0KN與200KN兩點(diǎn),作為壓力與T關(guān)系的直線

        2.確定回歸直線的相關(guān)系數(shù)

        相關(guān)系數(shù)用r表示,其用公式表示如式(1-1)

        式(1-1)

        5 結(jié)論

        1.從表1-5可知,復(fù)合土工膜的內(nèi)摩擦角在28.33°~34.24°之間,參照《土工合成材料工程應(yīng)用手冊》給出的復(fù)合土工膜摩擦試驗(yàn)的內(nèi)摩擦角為31°或32°可知,試驗(yàn)結(jié)果是正確的。

        2.復(fù)合土工膜與墊層之間的摩擦角與墊層的級配沒有明顯關(guān)系:三組級配的砂土1、7、9組為最不良的級配,其內(nèi)摩擦角分別為34.24°、29.83°、32.64°;第5組砂土(即級配最優(yōu)時),其內(nèi)摩擦角為31.64°。

        3.從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可見,內(nèi)摩擦角最大值出現(xiàn)在級配最不良時,但級配最不良時也可能出現(xiàn)較小的摩擦角,在工程中不要一味尋求墊層級配不良;而所有的內(nèi)摩擦角平均值為31.62°,與級配最優(yōu)時接近。

        4.分別以細(xì)、中、粗砂的變化為主,內(nèi)摩擦角取平均值,中、粗砂變化時所對應(yīng)的內(nèi)摩擦角變化沒有明顯規(guī)律;而在細(xì)砂變化時所對應(yīng)的內(nèi)摩擦角變化有明顯的規(guī)律,隨著細(xì)砂比列下降,內(nèi)摩擦角也下降。所以應(yīng)該在設(shè)置墊層時多加入細(xì)砂。

        參考文獻(xiàn)

        [1]陳俊,馮俐.防滲復(fù)合土工膜的連接施工[J].建筑技術(shù)開發(fā).2002(10)

        [2]馬杰,趙正玲,姚中英.復(fù)合土工膜特點(diǎn)及應(yīng)用[J].塔里木大學(xué)學(xué)報.2005(01)

        作者簡介

        曹鑫(1984-),漢族,男,江蘇人,碩士,主要從事水工結(jié)構(gòu)工程研究。

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