加载介质对HDPE土工膜鼓胀变形力学性质的影响
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1.济南大学;2.水发规划设计有限公司

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山东省自然基金(ZR2019MEE106)


Influence of loading medium on mechanical properties of geomembrane bulging deformation
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1.University of Jinan;2.Shuifa Planning and Design Co , Ltd

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    摘要:

    为查明加载介质是否对土工膜鼓胀变形力学性质产生影响,选择0.2mm、0.3mm、0.6mm三种厚度的HDPE土工膜为研究对象,分别以气体和液体作为加载介质,进行环形约束下的球形鼓胀变形试验,得出结论:(1)加载介质对土工膜胀破时的胀破压力和鼓胀高度影响较大,液胀下的胀破压力比气胀平均高出约34%、最高为50%,液胀破坏时鼓胀高度比气胀平均高出约22%、最高为30%;随着膜厚度的增加,液、气胀下胀破压力之差缓慢减小,鼓胀高度之差亦缓慢减小。(2)加载介质影响土工膜鼓胀变形发生发展的过程,气、液胀下土工膜鼓胀变形表现为不同的弹性、屈服、强化和破坏变形阶段;弹性阶段,二者变形相似,但液胀下张应力弹性极限相对较高;屈服阶段,气胀下变形持续时间相对较长,且屈服滑移较为显著;强化阶段,二者相似,但液胀下张应力强度极限相对较高;破坏阶段,气胀下迅速胀破,而液胀下则在冠顶产生较大的局部变形,表现为发生较大的变形量;随着膜厚度增加,液、气胀鼓胀变形中,相同应变下的张应力差值呈现降低的趋势。(3)加载介质影响土工膜胀破时的破坏形态,气胀时土工膜为线状破坏面,并随着膜厚增加破坏长度减小;液胀时土工膜均为带状破坏面。(4)加载介质对土工膜球形鼓胀变形力学性质和破坏特征的影响,主要与介质的压缩特性、传力特性、粘滞性,以及不同介质所形成的膜下压力荷载分布和高分子链段的重新取向、重结晶有关。研究成果可供确定土工膜鼓胀破坏强度参考借鉴。

    Abstract:

    In order to find out whether the loading medium has an effect on the mechanical properties of the expansion deformation of the geomembrane, the HDPE geomembrane with three thicknesses of 0.2mm, 0.3mm and 0.6mm were selected as the research object, and the air and water were used as the loading medium respectively. The spherical bulging deformation test under the ring constraint was carried out, and the following conclusions were drawn : (1) The loading medium has a great influence on the bursting pressure and bulging height of the geomembrane during the expansion of the geomembrane. The bursting pressure under the water expansion is about

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  • 收稿日期:2023-07-29
  • 最后修改日期:2023-09-25
  • 录用日期:2023-10-16
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