土工膜環(huán)向約束球形鼓脹變形試驗(yàn)研究.pdf

1、平原水庫由于存在比較嚴(yán)重的滲漏問題，采用土工膜防滲已成為一種新推廣的工程措施。雖然土工膜具有防滲性能好、適應(yīng)變形能力強(qiáng)、耐腐蝕、抗凍性能好等優(yōu)點(diǎn)，但是對于庫底采用土工膜水平防滲（庫盤防滲）的圍壩型平原水庫，在水庫蓄水初期，由于庫水滲漏、庫區(qū)地下水位上升等多種原因，往往容易使膜下非飽和土中氣體聚集、上升，并在土工膜下形成有壓氣體，產(chǎn)生土工膜氣脹現(xiàn)象，甚至氣脹破壞，對水庫防滲造成諸多不便。國內(nèi)對于土工膜變形特性的研究較晚，特別是對土工膜在環(huán)

2、向約束下的球形鼓脹變形的研究涉及過少。
　　論文分析了土工膜氣脹變形的特點(diǎn)和影響因素，在參照土工膜常規(guī)試驗(yàn)裝置的基礎(chǔ)上，自主研制了一套土工膜氣脹變形試驗(yàn)裝置，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了土工膜環(huán)向約束球形鼓脹變形試驗(yàn)研究。通過大量的土工膜氣脹變形室內(nèi)試驗(yàn)，總結(jié)了土工膜氣脹變形的規(guī)律，得出了土工膜氣脹變形的脹破強(qiáng)度，了解了土工膜氣脹變形的影響因素，主要研究內(nèi)容與成果如下:
　　(1)研制了土工膜環(huán)向約束球形鼓脹變形試驗(yàn)裝置。該裝置由氣脹

3、裝置、加壓系統(tǒng)、測控系統(tǒng)等三大部分構(gòu)成。氣脹裝置分為膜下容器和法蘭兩部分，土工膜樣品置于膜下容器和法蘭之間，通過法蘭對土工膜樣品施加環(huán)向約束。加壓系統(tǒng)由氣壓泵供給有壓氣源，并可進(jìn)行調(diào)節(jié)。測控系統(tǒng)主要是進(jìn)行氣壓值和冠頂高度值的測量。
　　(2)進(jìn)行了土工膜氣脹變形理論分析，規(guī)定了土工膜氣脹變形的氣脹應(yīng)力和彎曲變形。通過室內(nèi)試驗(yàn)，總結(jié)了土工膜氣脹變形的規(guī)律。研究了不同試驗(yàn)條件下的土工膜氣脹變形的脹破強(qiáng)度，得出結(jié)論:厚度為0.1mm的土

4、工膜發(fā)生脹破時(shí)脹破強(qiáng)度為0.02MPa、脹破應(yīng)變約為0.21，厚度為0.35mm的土工膜發(fā)生脹破時(shí)脹破強(qiáng)度為0.08MPa、脹破應(yīng)變約為0.26，厚度為0.6mm的土工膜發(fā)生脹破時(shí)脹破強(qiáng)度為0.13MPa、脹破應(yīng)變約為0.33。
　　(3)進(jìn)行了試驗(yàn)設(shè)備孔徑、土工膜厚度、加荷速率分別對土工膜環(huán)向約束球形鼓脹變形影響的試驗(yàn)研究，深入分析不同因數(shù)對土工膜鼓脹變形應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系、冠頂高度及脹破強(qiáng)度的影響。根據(jù)試驗(yàn)設(shè)備孔徑對土工膜鼓脹變形的