力學(xué)性能指標(biāo),針對土工膜在設(shè)計和施工中所受荷載性質(zhì)不同,其力學(xué)強度指標(biāo)分為下列幾種:抗拉強度、握持強度、撕裂強度、脹破強度、CBR頂破強度、圓球頂破強度、刺破強度等。在前3項強度試驗中,試樣均為單向受力,其縱向和橫向強度需分別測定;而后4項強度的試驗都表示土工膜抵抗外部沖擊荷載的能力,其共同特點是試樣均為圓形,用環(huán)形夾具將試樣夾制住,承受軸對稱荷載,縱橫雙向同時受力。在上述眾多力學(xué)指標(biāo)中,最基本的是抗拉強度。
①抗拉強度和延伸率,為單向拉伸??v向和橫向抗拉強度表示土工膜在縱向和橫向單位寬度范圍能承受的外部拉力,其對應(yīng)抗拉強度的應(yīng)變?yōu)橥凉つさ难由炻?,用百分?jǐn)?shù)(%)表示??估瓘姸仁橇W(xué)性能中的重要指標(biāo),用于產(chǎn)品質(zhì)量控制。聚合物土工膜拉斷時的極限延伸率可達到150%~900%。加筋土工膜的最大抗拉強度高達10~30KN/m。
②握持強度,是反映土工膜在挾持情況下分散集中荷載的能力,經(jīng)常用作土工膜的質(zhì)量控制。試驗時僅1/3試樣寬度被夾持,進行快速拉伸。土工膜對集中荷載的擴散范圍越大,則握持強度越高,單位為N。
③撕裂強度,是土工膜沿某一裂口或切口蔓延過程中的最大拉力,單位為N。
④脹破強度、CBR頂破強度、圓球頂破強度、刺破強度,這四個強度都表示土工膜抵抗外部沖擊荷載的能力。其差別是試驗時試樣尺寸、加荷方式不同,脹破強度單位為kPa,其它3項強度單位為N。水力脹破試驗是確定土工膜平鋪在孔洞上的抗拉強度,以模擬實際情況。圓球頂破試驗是量測土工膜的局部頂破強度,是土工膜的基本特性指標(biāo)之一。CBR試驗是模擬土工膜鋪設(shè)在軟基和密實的粗粒料間,土工膜所能承受的應(yīng)力。水力刺破試驗是量測土工膜支承在帶有尖銳棱角的支承物上時的刺破強度。
復(fù)合土工膜鋪設(shè)的前期要求:
(1)加固防滲體基礎(chǔ)。為減少上游壩坡變形,對混凝土面板或瀝青混凝土斜墻下堆石壩體進行固結(jié)灌漿。基礎(chǔ)灌漿材料的選擇,應(yīng)通過灌漿試驗確定。堆石體固結(jié)灌漿的范圍和深度,應(yīng)事先進行大壩有限元應(yīng)力應(yīng)變分析,根據(jù)有限元分析成果、測得的沉降和位移資料、滲透變形破壞的部位等,進行綜合分析,最后確定固結(jié)灌漿的范圍和深度,曾發(fā)生滲透破壞部位則加深。鉆孔孔距為1.5~2.0m,鉆孔直徑不少于127mm,灌漿材料采用石子和水泥砂漿。
(2)平整洗刷混凝土面板或瀝青混凝土斜墻?;炷撩姘寤驗r青混凝土斜墻是復(fù)合土工膜的墊層,先將凹凸不平的板面整平修復(fù),特別是對壩面的塌陷裂縫部位,應(yīng)重點修復(fù),使板面均勻受壓,減少不均勻沉降。對現(xiàn)已老化和產(chǎn)生裂隙的面板或瀝青混凝土鏟除、清洗干凈后填補平整,復(fù)合土工膜的背面土工織物是平面排水層,在其底部設(shè)涵管將可能滲水排向輸水洞。
土工膜是一種由高聚合物制成的透水性極小的土工合成材料。根據(jù)原材料不同,可分為聚合物和瀝青兩大類。為滿足不同強度和變形需要,又有不加筋和加筋的區(qū)別。聚合物膜在工廠制造,瀝青膜則大多在現(xiàn)場制造。
國內(nèi)外制造土工膜的基本材料大致可分為如下幾種:
(1)熱塑性材料:如聚氯乙烯(PVC)、耐油聚氯乙烯(PVC-OR)等;
(2)結(jié)晶熱塑性材料:如低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)等;
(3)彈性材料:如二烯一異丁烯橡膠(IIR)、氯丁橡膠(CR)、環(huán)氧丙烷橡膠(CV)等;
(4)熱塑性彈性材料:如氯化聚乙烯(CPE)、氯磺聚乙烯(CSPE)、氯化聚乙烯熔合物(CPE-A)等;
(5)瀝青和樹脂:如瀝青、煤焦油瀝青、改性瀝青、環(huán)氧樹脂和丙烯樹脂等。