土工膜摩擦特性
在边坡上铺设HDPE土工膜时,HDPE土工膜与其他材料(包括砂、混凝土)的摩擦特性是设计中一个重要的控制指标。HDPE土工膜与其它材料的摩擦角小于土壤摩擦角,易沿界面滑动。
测定土工膜摩擦特性的试验方法与士工织物的相似。另外,还可以在现场(甚至水位以下)进行摩擦试验,例如进行类似于无粘性土的休止角的抬板实验,即是将土工膜铺在平板上,然后在土工膜上堆放实际的材料(土或土工织物等),逐步抬高板的一端,则可以测得开始产生滑动时的坡角。
根据一些研究成果,土工膜摩擦特性有以下4个特点:
(1)界面上的剪应力与位移之间为非线性的关系,受所接触土料变形特性的影响。如为应变软化型,则摩擦特性也是位移软化型,否则为位移硬化型。在峰值点以前的应力与位移关系基本上符合双曲线关系。
(2)界面的峰值摩擦阻力与正应力呈(通过原点)直线关系,其斜率为x,为土工膜与该接触材料的摩擦角。
(3)摩擦角的大小与膜材料的界面特性有关,光面膜与土之间的摩擦系数最小,经常是滑动的薄弱面。实际上,界面摩擦角和膜的原材料及土的特性有关。
(4)正常情况下,水下摩擦角比干燥情况下小2-50。因此,应该仔细考虑设计。
土工膜在水压力作用下工作时,当其支持层表面颗粒较粗或有裂缝时,土工膜有可能 被水压击破(或颗粒刺破),这时需要在现场或摸拟现场条件做抗水压试验,即在土工膜与 实际接触条件下逐步增加水的压力,直至土工膜破坏为止,并据以确定土工膜的厚度。