由于土工薄膜在工程中可能遇到以上幾個(gè)問(wèn)題,因此,要正確設(shè)計(jì),精心施工,保證土工膜良好地工作。同時(shí)也可根據(jù)不同情況在土工薄膜上面或下面,或者上、下兩面加以保護(hù),將土工薄膜與針刺土工織物通過(guò)擠壓、滾壓或噴涂等工藝制成整體結(jié)構(gòu)的復(fù)合土工薄膜,其土工織物能起到排水排氣以及緩沖受力的作用,并能彌補(bǔ)薄膜自身強(qiáng)度之不足,又能改善接觸界面的摩擦特性。它與單一土工薄膜相比具有以下優(yōu)點(diǎn):①提高了土工薄膜的抗拉、抗撕裂、抗頂破及抗穿刺等力學(xué)強(qiáng)度;②在相同應(yīng)力作用下,伸長(zhǎng)率有所減小,模量增大;③趨于各向同性,能避免在物理?xiàng)l件和溫度變化時(shí)所產(chǎn)生某個(gè)方向上的過(guò)量收縮和移動(dòng);④易于避免下層土體凍融時(shí)土工薄膜的損壞;⑤易于壓力均布,避免應(yīng)力局部集中;⑥易于消散土工薄膜與土體接觸面上的孔隙水應(yīng)力及浮托力;⑦改善土工薄膜的摩擦性能,增加其穩(wěn)定性。因此,復(fù)合土工膜改善了薄膜的工程性能,簡(jiǎn)化施工程序,保證施工質(zhì)量。目前工程中大多采用復(fù)合土工膜作防滲材料。
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土工膜是一種柔性防滲材料,具有可靠的防滲功能。防滲是土工合成材料應(yīng)用最早的,也是目前最為廣泛的功能之一。土工膜可用于水庫(kù)庫(kù)盤防滲、土石壩的直立防滲墻或傾斜防滲層、閘壩的上游防滲鋪蓋、混凝土壩的擋水面防滲層、瀝青混凝土面板或混凝土面板堆石壩的防滲層、尾礦壩的初期壩防滲層、渠道防滲、污水防滲和危險(xiǎn)性廢物堆場(chǎng)的封閉等等。土工膜用于水利防滲工程,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,施工方便,防滲效果好,節(jié)省工程造價(jià),加快工期等顯著優(yōu)點(diǎn)。只要正確設(shè)計(jì),精心施工,就可保證安全可靠地運(yùn)行,宜于在我國(guó)大力推廣。
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聚合物土工膜一般不會(huì)因溫度而分解,只有工業(yè)廢水池中襯護(hù)聚合物薄膜會(huì)因氧化溫升而起分解作用。許多聚合物對(duì)紫外線很敏感,會(huì)使聚合物分解(加炭黑后可增強(qiáng)抵抗紫外線分解的能力)。臭氧破壞不飽和主鏈,當(dāng)聚合物薄膜的拉應(yīng)變達(dá)15~25%時(shí),容易受臭氧作用而開(kāi)裂。在長(zhǎng)期應(yīng)力或反復(fù)應(yīng)力作用下,有的聚合物會(huì)因蠕變或疲勞而變薄、破裂。聚合物一般能抵抗生物分解,但增塑劑或其他單體成分會(huì)在濕空氣中產(chǎn)生生物分解,而變軟或發(fā)脆。
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交聯(lián)型聚合物有很好的抵抗化學(xué)分解的能力;結(jié)晶型聚合物成分簡(jiǎn)單,含增塑劑和填充料很少,不會(huì)因增塑劑容易喪失而很快老化。PVC是熱塑型的,老化快。丁基橡膠薄膜是由異丁烯和小比例的異戊二烯聚合而成的,它主要具有烷族的性質(zhì),允許硫化處理,是緊序高分子,具有很好的抗氧化、化學(xué)、紫外線等侵害的性質(zhì)(但容易被臭氧破壞)。土工膜耐久性指標(biāo)主要有耐磨、抗紫外線、抗生物、抗大氣環(huán)境等多種指標(biāo),但大多沒(méi)有可遵循的規(guī)范、規(guī)程,一般根據(jù)工程實(shí)際情況,按工程經(jīng)驗(yàn)來(lái)選取。當(dāng)土工膜鋪設(shè)于渠道邊坡和渠底時(shí),上面應(yīng)覆蓋土厚25~30cm,當(dāng)土工膜鋪設(shè)于混凝土或?yàn)r青混凝土面板上時(shí),上面應(yīng)設(shè)置10~20cm厚的防護(hù)層。
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土工膜加強(qiáng)及處理措施:
1)選擇斷裂強(qiáng)度大、斷裂伸長(zhǎng)率大性能優(yōu)良的復(fù)合土工膜,但這往往受國(guó)內(nèi)技術(shù)水平的限制,只能盡力而為之。
2)在受力大、易出現(xiàn)問(wèn)題的部位用二層膜或一層厚膜。如果兩層復(fù)合土工膜間的摩擦系數(shù)可達(dá)0.533以上,則不粘接;如果摩擦系數(shù)小,則要粘接,可網(wǎng)格式粘接,即縱橫分條帶粘接,橫稠縱稀;當(dāng)局部粘接滿足不了要求時(shí),可quan面粘貼。
3)將復(fù)合土工膜的表面加糙,提高表面的粗糙度,以增大摩擦系數(shù),需經(jīng)試驗(yàn)研究解決。
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4)復(fù)合土工膜上鋪一層細(xì)砂,上面噴射混凝土,可使保護(hù)層與復(fù)合土工膜間摩擦系數(shù) 達(dá)0.533以上,保護(hù)層滿足抗滑穩(wěn)定要求。成都科技大學(xué)試驗(yàn)得300g/m2 土工織物與細(xì)砂的摩擦系數(shù):干砂為0.54,濕砂為0.55,均大于0.53。用中粗砂則不行,一則中粗砂摩擦系數(shù)僅為0.43,二則會(huì)將膜刺破;用混凝土預(yù)制塊也不行,因?yàn)榛炷令A(yù)制塊與復(fù)合土工膜間摩擦系數(shù)為0.4。如噴射混凝土與復(fù)合土工膜間的摩擦系數(shù)達(dá)不到要求,或?yàn)榱松白拥姆€(wěn)定,可使水泥漿少量滲入復(fù)合土工膜。用瀝青瑪?shù)壑瑢⒓?xì)砂粘在斜墻上,可使復(fù)合土工膜與斜墻間摩擦系數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)要求,滿足抗滑穩(wěn)定要求。
5)如果采用的復(fù)合土工膜與斜墻間粘接劑凝聚力太大,可考慮采用粘結(jié)力較低的粘接劑,如瀝青瑪?shù)壑?。粘接劑要有一定粘結(jié)力,以保證膜在任何荷載時(shí)不下滑,另方面它又不能粘結(jié)太死,使膜在即將斷裂時(shí)能滑移錯(cuò)動(dòng)。粘接劑的凝聚力約為0.01MPa較適宜。
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