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关于土工膜穿刺性能的研究-土工膜厂家技术资料


土工膜-关于土工膜穿刺性能的研究-土工膜厂家技术资料
关于土工膜穿刺性能的试验研究浙江工业大学建筑工程学院许四法张文华杨杨一.刖吾为了防止垃圾填埋场的渗滤液流入地下污染环境,2004年颁布实施的《生活垃圾卫生填埋技术规范》中明确规定当基础自然渗透系数达不到要求时,必须设置防渗系统。目前我国垃圾填埋场中大量使用的是高分子材料制作的土工膜,比如HDPE(H追hDensityPolyPlasticElastmer然这种高分子材料的延伸率和强度很高,但是由于垃圾填埋场中使用的土工膜厚度一般是1.5-2.Omm,因此抗穿刺能力很差。再加上我国的垃圾还没有实行分类收集,垃圾的成分相当复杂,不管是生活垃圾还是焚烧以后的残渣中,都含有铁,玻璃,陶瓷等尖锐物,在受到重物等荷载的作用下发生如图卜3中显示的那样破坏。对于土工膜穿刺性能的评价,日本、美国等国家曾做过试验,也有相应的试验标准,而我国在这方面基本上还处于空白,只是定性的给出材料的耐穿刺性能好坏以及没有定量的评价方法。土工膜一旦受到破坏,将失去防渗功能致使渗滤液流入地下污染周围环境。因此,土工膜厂家认为土工膜使用性能的好坏将直接影响到防渗效果。图.1地下的突起图.2垃圾中的尖锐物图。3尖锐物的冲击本试验按照美国穿刺试验标准,对HDPESNTPE土工膜以及与土工织物复合后的抗穿刺性能进行‘研究,同时提出简单的抗穿刺性能评价方法。二.材料特性和试验方法1、材料性能见表一1。表一l各种材料的基本性能(204C)材料厚度(mm)密度(g/cm3)抗拉强度(MVa)延伸率(%)HDPE1.5O.91533.215(屈服点)TPE1.5O.9020.1720EPDM1.51.挖10.9500短纤维无纺布100.121.4130长纤维无纺布5O.1l4.3702、贯入棒试验中采用的美国ASTMD4833标准。为了了解端部不同形状与抗穿刺能力之间的关系,试不分类,垃圾中不但含有铁棒等,还含有尖锐的建筑用钉,所以本试验中还采用普通水泥钉测试土工膜的穿刺能力。论文集@图一4贯入棒的形状(Ill///)图一5各种贯入棒的端部角度图一6水泥钉的形状(IIlIll)图一7试验装置2.3试验方法验过程中由计算机自动记录贯入棒的位移量和穿刺力。2.4实验方案为了评价不同土工膜的穿刺能力以及基础强度对穿刺能力的影响,本研究采用了3种方案,具体如表2所示。表2实验方案方案贯入棒形状材料组合基础HDPE115,30,60,90,135。TPE无EPDMHDPE2135。唧有Ⅲ)DM长纤维无纺布+土工膜315,30,60,90,135。无短纤维无纺布+土工膜三.·试验结果1、土工膜的抵抗力(1)贯入棒端部角度对土工膜穿刺能力的影响(无基础)从图一8可知,无基础时随着贯入棒变位的增加即土工膜变形的增加,土工膜抵抗穿刺的能力也增加。把最大变形和抵抗值总结于图一9和10。@论文集图一9清楚显示了3种土工膜在不同贯入棒形状下的最大变形量,除贯入棒端部角度为15。时有偏差之外,其它都是随着贯入棒端部角度的增大,即穿刺端变大,贯入棒的最大变位增大。也就是说贯入棒端部变大后,土工膜被穿刺时的变形加大。在同样外力作用下,贯入棒湍部角度越大土工膜越不容易被戳穿。‘o‘135。—“90。—‘-60—厶-30。—卜15。馊{膏,mmEPD氐I图8变位量与抵抗值的关系图9土工膜与最大变位量的关系图一10为各种土工膜与最大抵抗值即被穿透时的抵抗力之间的关系。从图可知,不管土工膜的种类,伴随贯入棒端部角度的增加抵抗值明显提高,如HDPE土工膜,水泥钉的最大抵抗值时100N,当端部角度变为15。时提高到200N左右,在端部角度最大时的抵抗力达到了700N,是水泥钉最大抵抗值的7倍。从实验结果可知,端部越尖锐的物体越容易戳穿土工膜,水泥钉与端部角度135。的尖锐物相比较,只要后者七分之一的外力就能穿透土工膜,造成土工膜失去防渗能力。土工膜-土工膜厂家认为因此在施工或使用中应特别注意端部尖锐物对土工膜的损伤。图10土工膜与最大抵抗值的关系3.1.2基础强度对抵抗力的影响论文集@M36篓瓮划卸跏叫叫爿2—9N强婊慷仆扎甜ⅢⅢⅢⅢ卅娈仉nlllel雯f●,nlnl变仲mmEP【mIm)PETPE图11变位量与抵抗值的关系(有基础)有基础时贯入棒端部角度为135。时的变位量与抵抗值的关系如图一1l所示,把图中最大变形量与抵抗值整理后得到图-12和13。从基础强度与变形量关系可看出,不管土工膜的种类,当基础强度从0上升到2.0MN/m2左右时,穿透土工膜时的变形量明显减小,越是柔软的土工膜越是明显,如橡胶类的EPDM土工膜,变形量从80mm减小到30mm左右。土工膜-土工膜厂家指出随着基础强度的增加,抵抗值与变形量相反,几乎成直线增加,其中增量都为300N左右,说明基础强度的提高对土工膜的抗穿刺能力是有利的。

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