土工膜/土工织物界面大型斜坡模型试验研究

复合衬垫系统广泛应用于垃圾卫生填埋场,是防止渗沥液污染物渗漏扩散的重要屏障。在垃圾重力及沉降作用下易造成斜坡上复合衬垫系统拉伸破坏或沿其界面产生滑移而失稳。目前,由于缺乏对复合衬垫系统内部剪力传递机理的认识,仍难完全解决以上两大岩土工程问题。因此,设计并采用复合衬垫系统大型斜坡模型试验装置开展了其内部剪力传递机理的研究。该装置通过砂袋加载模拟填埋过程,采用手拉葫芦为核心的滑移控制系统再现了土工膜/土工织物界面的渐进累积破坏过程。试验结果表明:当外部剪力小于峰值强度时,界面不会进入残余状态,上覆的土工合成材料锚固端的拉力也非常小;但当外部剪力超过界面峰值强度时,界面就会逐渐进入残余状态,并最终达到残余强度。同时,薄弱界面上覆的土工合成材料锚固端的拉力也显著增加,严重时甚至被完全拉断。

糙面土工膜与无纺土工织物界面剪切强度及表面粗糙度变化规律

为了量化糙面土工膜表面粗糙度变化规律,研制了表面粗糙度测量仪,并进行了不同法向应力下糙面土工膜和无纺土工织物界面剪切和对应的糙面土工膜表面粗糙度试验。研究表明,糙面土工膜和无纺土工织物界面剪切强度是由糙面土工膜粗糙凸起和无纺土工织物纤维相互嵌入和拉拽作用产生的,界面的剪切峰值摩擦系数主要受到法向应力的影响,界面强度发展到残余强度,糙面土工膜粗糙凸起磨损趋于稳定,无纺土工织物纤维定向排列完成。

土工膜/无纺土工织物界面强度形成机理研究

为研究填埋场衬垫系统中土工膜/无纺土工织物界面强度受界面接触状态的影响,将界面接触状态作为单一变量进行直剪试验,排除法向应力等其他因素对界面强度的影响,得到土工膜/无纺土工织物界面接触状态随法向应力的变化。通过对预压直剪试验和常规直剪试验结果的比较找出土工膜/无纺土工织物界面接触状态的变化对界面强度的影响。发现界面接触状态中裹覆纤维比和裹覆纤维密度这两个参数是影响界面峰值强度的主要因素,并建立界面峰值强度预压前后的增量与裹覆纤维比和裹覆纤维密度的关系式。即使法向应力不变,土工膜/无纺土工织物界面接触状态改变也能使界面峰值强度发生变化。

复合土工膜砂砾料界面摩擦特性研究

复合土工膜与粗粒砂砾料垫层的界面摩擦特性对工程结构稳定性十分重要。现有的试验研究多集中在粒径较小的土料与土工织物接触,对于由粒径较大的砂砾料与土工膜界面特性的研究较少。利用大型土工合成材料直剪仪开展了砂砾料与土工膜界面直剪摩擦试验研究,讨论了砂砾料级配以及相对密度对界面摩擦特性的影响。试验结果表明:相对密度一定时,粗颗粒含量越大,摩擦因子越大;相同级配条件下,相对密度越高,摩擦因子越大。最后探讨了土工膜与剪切下盒基座间的固定方式对界面摩擦参数的影响,求得不同的固定方式导致界面摩擦角相差可达1倍以上。

土工膜-土工布界面动力剪切特性试验研究

糙面土工膜(GMX)和无纺土工布(GT)是垃圾填埋场中周边衬垫系统的重要组成部分,其界面特性对于整体填埋场的稳定性尤为重要。但是,目前对GMX-GT界面的动力剪切特性研究较少。为此,利用大型直剪仪,开展了一系列全饱和条件及干燥条件下GMX-GT界面的循环剪切试验,主要研究了竖向应力、位移幅值和循环次数等对GMX-GT界面动力剪切特性的影响,并对比分析了全饱和及干燥两种条件下GMX-GT界面动力剪切特性的差异。研究结果表明,随着位移幅值的增加,GMX-GT界面呈现出由剪切硬化向剪切软化转变的特性。循环剪切作用使得界面的内摩擦角随着位移幅值的增加而增大。GMX-GT界面主要表现为剪缩特性,且总剪缩量随竖向应力、位移幅值和循环次数的增加而增加。剪切刚度随竖向应力和循环次数的增大而增大,随位移幅值的增大而减小。阻尼比随位移幅值的增大而增大,随循环次数的增加而减小,说明位移幅值会增加GMX-GT界面的能量的耗散。GMX-GT界面在干燥条件下的破坏模式与饱和条件下的存在明显差异,干燥条件下GT内部的破坏更加显著,全饱和条件下GMX表面的破坏更加明显。

土工织物与吹填土界面作用特性试验研究

筋-土界面强度参数是加筋结构设计和稳定分析的关键技术指标。拉拔试验能较好模拟现场加筋行为而得到广泛的应用。基于拉拔和直剪试验研究了拉拔(剪切)速率对筋-土界面特性和吹填砂强度特性的影响规律及机制,同时探讨了不同填料界面、筋材类型的加筋效果。结果表明:随着拉拔(剪切)速率的增大,吹填砂-筋材-吹填砂界面的抗剪强度下降明显,而软土-筋材-吹填砂界面以及砂本身强度则变化不大。从强度指标来看,拉拔速率增大,筋-砂界面强度的降低主要表现为似黏聚力的降低,筋-软土界面抗剪强度的增加表现为内摩擦角增大,剪切速率对吹填砂则基本无影响。筋-土界面特性受拉拔速率和正应力的共同影响,与筋材类型和填料特性有关。筋-土界面内摩擦角小于填料摩擦角,但在一定正应力下低速剪切时(如<0.53 mm/min)可获得高于填料的抗剪强度。宜根据似黏聚力大小合理选择摩擦参数进行加筋结构的设计与评价。

尾矿土工织物编织袋层间界面摩擦强度特性研究

尾矿干式堆存技术近年来逐渐被推广应用,与传统的尾矿库堆存技术相比,尾矿干式堆存能够降低尾矿含水量,增强尾矿的力学性能,提高尾矿库的整体稳定性。在利用土工织物大型编织袋充灌尾矿干堆新技术中,土工织物编制袋层间界面的摩擦强度是影响和决定整个尾矿干堆场稳定性的主要指标。根据制作加工简易的大型土工"似直剪仪",进行不同含水率和法向压力下的尾矿土工织物编织袋摩擦抗剪强度试验,得出尾矿土工织物编织袋层间界面摩擦系数和抗剪强度关系曲线,同时用一阶线性拟合的摩擦抗剪强度方程较符合摩尔-库伦强度准则。该抗剪强度方程能够反映土工织物层间界面摩擦的物理力学参数及变形特征,为尾矿土工织物编织袋干式堆存筑坝的稳定性计算提供依据。

土工膜和土工织物界面剪切动态特性的研究

土工膜和土工织物界面剪切动态特性的研究尉永平（译）崔延军，赵忠（校）（山西省水利科学研究所）１．引言八十年代以来，土工合成材料在岩土工程中已广泛应用于过滤、排水、分离、地基加固、防渗等方面。如：土工膜衬砌的渠道、水库、含有毒污染物污水的遏制设施、土工...

土工膜与无砂混凝土垫层界面力学特性分析

在高面板堆石坝工程中,土工膜作为辅助性措施与面板联合防渗结构在工程中应用比较广泛,土工膜与相接触的垫层材料之间的接触剪切力学特性关系到坝体的稳定。本文首先对土工膜界面力学特性试验设备及其试验原理进行了详细的阐述;然后利用该仪器对面、膜联合防渗工程中两种土工膜与无砂透水混凝土垫层材料之间的接触剪切力学特性进行了试验研究,并对不同竖向荷载条件下接触剪切力学特性测试结果做了对比分析;最后通过数据处理并结合理论推导,得到了土工膜在接触剪切作用下的剪切应力-竖向应力关系式。

褶皱情况下土工织物尾砂界面的剪切性状

尾砂的合理处置利用涉及国民经济发展和区域环境保护,无纺土工布和编织土工布等土工织物使得尾砂在边坡工程中的应用潜力大大提升。在尾砂模袋筑坝工程中土工织物会由于不均匀变形产生褶皱,明确褶皱对土工织物/尾砂界面的剪切特性的影响有利于工程安全分析。为此,利用改进的直剪仪对无纺型和编织型2种土工织物分别与铜尾砂和钨尾砂2种材料界面进行了剪切试验;通过预先设定土工织物褶皱方向和宽度的方法,试验分析了褶皱情况下土工织物/铜尾砂界面的剪切性状。研究结果表明:无纺土工布与铜、钨尾砂间的界面剪切强度要高于编织土工布界面,界面剪切峰值强度主要取决于土工织物的类型和尾砂的抗剪强度;土工织物褶皱大部分情况下对界面剪切强度具有提升作用,然而土工织物褶皱的方向和宽度对界面强度提升的影响具有不确定性。

堆石坝防渗土工膜界面力学特性的直剪试验方法探索

堆石坝的土工膜与面板联合防渗结构中,土工膜与相接触的垫层材料之间的界面力学特性是关系坝体稳定性的关键因素。首先介绍了传统的土工膜界面力学特性直剪试验设备、试验原理及方法,并指出其在界面接触摩擦真实应力计算过程中的不足之处;然后,对传统的试验设备进行了改进,并对比分析了多种不同工况条件下2种试验设备的测试结果;最后,通过理论推导给出了传统试验测试方法中土工膜与界面之间真实剪切应力的修正计算公式,并进行了试验验证。结果表明:新的土工膜接触剪切应力计算公式,能够在不改变传统试验测试方法的基础上,给出土工膜界面剪切作用下的真实应力结果。

土与土工织物界面摩擦特性试验装置的研制

本文介绍了研制成功的一台多功能土与土工织物界面摩擦特性试验装置。通过几种织物和两种土料作试验,其结果表明,该装置结构合理,主要性能参数选择适当,工作状态稳定,数据采集其精度满足试验要求,具有多种测试功能,可测得复合土体内部织物的变形分布。文中较详细地介绍了装置的特点、试验方法和若干试验结果等,在研究分析了若干试验结果后认为,拉拔试验比剪切试验更能获得较为实际的织物与土界面上的摩擦特性参数。

土工织物加筋路堤筋-土界面摩擦力分布形式分析

编制了有限元程序,对大量工程实例进行了计算分析,提出了改进的筋-土界面摩擦力分布形式。

非织造复合土工膜、土工织物在水利工程中的应用和质量控制

本文在介绍了非织造复合土工膜、土工织物的基础上,探讨了非织造复合土工膜、土工织物在水利工程中的功能和应用以及工程中的质量控制。

XR-5土工膜织物用于环保工程一例

新加坡是一个面积约225平方英里、300多万人口由小岛组成的城邦国家。该国因处置焚烧废弃物的场地已用完,设计出一个建造填埋坑大项目,用土路把两个近岸小岛连接起来,造成一个大池塘,再把水抽尽,形成一块盆地,然后用Sea-man公司生产的XR-5土工膜合成织物做其内衬层。Seaman公司是一个大型涂层、合层织物生产公司。

含土工复合排水网衬里的界面剪切特性研究

采用大尺寸界面直剪仪对土工复合排水网与粗糙土工膜以及土工织物之间界面力学特性进行试验研究。试验发现,土工网芯较大地影响了含土工复合排水网衬里的界面剪切特性。对于挤压型土工膜/土工复合排水网界面,当正应力大于210 kPa时,土工网芯严重破坏了土工膜粗糙表面,导致其界面强度参数减少,峰值摩擦角从17.4°降低到8.6°。而对于土工织物/土工复合排水网界面,当正应力大于50 kPa时,土工网芯的嵌固作用较大地增加了犁沟分量,使其界面强度参数显著增加,峰值摩擦角从10.6°增加到21.3°。

组合铺设土工膜及土工织物加固基床的施工

1 概况 南昆线新安至长坡岭段长24.4km,新安至安德店段为平缓地段,地表以第四纪的红色粘土为主,路基的挖填高度均不大,基床多为粘土。山丘地段基床以灰岩、砂岩、白云岩为主。安德店至长坡岭段线路沿丘陵腰部绕行,路堑基床和路堤基床部分的填料均为灰色、灰白色的砂岩、页岩、泥岩。新安至长坡岭段地处亚热带,降雨量大。由于粘土、页岩。

土工织物和土工膜在工程中的应用

一、概述土工织物是一种新型的建筑材料。早在50年代美国佛罗里达州大西洋海岸的护岸工程,即已采用化纤织物代替砂砾卵石料作反滤层,效果良好。二十年来,欧美各国已将土工织物广泛用于水利、铁路、公路、建筑等土木工程中。随着高分子化学工业的迅速发展。

围堰防渗墙与复合土工膜联接型式试验研究

防渗墙上接土工膜是围堰常用的防渗体系,两者变形是否协调是决定防渗成败的关键。以某围堰工程为例,通过围堰防渗体系中复合土工膜的受力分析和复合土工膜与砂砾料界面的直剪摩擦试验,研究了土工膜与填料之间的相互作用,提出了保证土工膜不被拉断应满足的条件。另外,通过离心模型试验监测复合土工膜在堰体与防渗墙变形过程中的应变,揭示了复合土工膜的受力性状和联接部位的破坏机制。结果表明,在一定上覆荷载作用下复合土工膜与堰体之间的摩阻力超过其所承受的拉伸力,导致预留伸缩节不能发挥作用;复合土工膜下部风化砂的固结变形使之与刚性防渗墙之间产生较大的差异沉降以及防渗墙与上游堰体的水平脱离,两种变形不协调均可导致与防渗墙联接部位的土工膜因受拉而破坏,在该基础上提出了改进的土工膜与防渗墙的联接型式和铺设方法。试验成果为指导围堰防渗体系的分析和设计提供了可靠的依据。