常見問答

土工膜摩擦特性試驗

    土工膜表面光滑,它與其他材料之間的摩擦角較土的摩擦角小,很容易沿界面產生滑動。如果在斜坡上鋪設土工膜時,土工膜與其他材料(包括土類)之間的摩擦特性是設計上一個很重要的控制指標。

    土工織物摩擦特性的試驗方法已在第三章第五節中的界面摩擦試驗中介紹過,而測定土工膜摩擦特性的試驗方法與士工織物的相似。另外,還可以在現場(甚至水位以下)進行摩擦試驗,例如進行類似于無粘性土的休止角的抬板實驗,即是將土工膜鋪在平板上,然后在土工膜上堆放實際的材料(土或土工織物等),逐步抬高板的一端,則可以測得開始產生滑動時的坡角。

    根據一些研究成果,綜合土工膜摩擦特性于下:

    1)界面上的剪應力與位移之間為非線性的關系,受所接觸土料變形特性的影響。如為應變軟化型,則摩擦特性也是位移軟化型,否則為位移硬化型。在峰值點以前的應力與位移關系基本上符合雙曲線關系。

    2)界面的峰值摩擦阻力與正應力呈(通過原點)直線關系,其斜率為x,為土工膜與該接觸材料的摩擦角。

    3)摩擦角的大小與接觸材料的特性有關,表3-4給出過一些試驗成果,反映了不同土工膜與不同材料之間的摩擦系數。實際上,界面摩擦角和膜的原材料及土的特性有關。例如,土工膜中以HDPE的摩擦角最小,因為它是半結晶的熱塑性材料,其強度和硬度較其他的土工膜大,故更為光滑,而PVC膜的摩擦角最大;尖角砂粒比圓角砂粒的內摩擦角大,相應的界面摩擦角也大。其實,對HDPE等摩擦系數小的膜應采用復合型土工膜,而不是兩層分離的土工合成材料,或者應將土工膜表面加糙。另外一些資料表明,在水下,摩擦角要比干燥時小20~5。,在設計時需要考慮到這個差別。



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