复合土工膜与复合土工膜的试验研究

复合土工膜与复合土工膜的试验研究

由于中轴线一期的总干线是混凝土的护岸，护岸边坡的厚度为10cm。混凝土下铺设复合土工膜,同时铺设喷砂保温板。为保证渠道衬砌混凝土面板的稳定性,保温板与复合土工膜之间需达到设计要求的综合摩擦系数。针对渠道衬砌混凝土面板下面的复合土工膜与保温板的摩擦稳定性能,模拟渠道无水和6m水深条件以及保温板不同工况措施,进行了喷砂保温板与复合土工膜之间的滑动摩擦试验研究。根据现场情况,摩擦特性试验形式、模拟工况、模拟工程措施如表1所示。喷砂保温板与无砂保温板配合使用时,两种板材沿渠道边坡水平方向横向间隔布置。1试验材料和设备1.1试件的制备试验采用主要原材料及混凝土配比与现场一致。预制50cm×50cm×10cm混凝土试件。将喷砂保温板和无砂保温板按试验要求面积切割,并将保水状态下试验用的保温板放置水中浸泡。1.2测试安装试验采用混凝土搅拌机、振动台、模拟试验台、直剪试验仪等设备。2试验过程2.1模拟现场测试试验装置采用自制模拟试验台,由工作台、刚性基座、试件提升机构等组成,装置示意图如图1。2.1.1复合土工膜的试件安装(1)将一块刚性基板平铺在试验台上。刚性基板与试件提升装置相连接,并用水平仪校平。将裁制成的喷砂保温板和无砂保温板按要求固定放置在刚性基板上,把预制好的混凝土试件置于上面,使复合土工膜与下面的各保温板相接触。在工作台上固定安置百分表并与混凝土试件端面相接触。(2)轻轻转动手轮,缓慢提升刚性基板。试件发生下滑位移时,立刻停止提升。(3)测量提升半径与提升高度并记录,计算摩擦角和摩擦系数。根据喷砂保温板4种不同的布置方式分别进行4组试验,每组测试10个试件。2.1.2保温板保温试验保温板饱水状态下按照2.1.1中(1)、(2)、(3)的步骤进行试验。试验中保持复合土工膜与各保温板之间的湿润状态。根据喷砂保温板4种不同的布置方式分别进行4组试验,每组测试10个试件。2.2直接剪切性能试验试验采用标准直剪仪装置。2.2.1复合土工膜的混凝土性能测试(1)按6m水深运行工况计算,试件所受压应力为0.06MPa。将该压应力分5级作为法向压力,见表2。将第一级法向压力均匀的加在混凝土试件上面。(2)施加水平荷载,连续测量剪切力,同时记录出对应的相对位移,当复合土工膜的混凝土出现滑动后(剪切力为零),停止试验。(3)检查试样有无异样,并记录。(4)施加下一级荷载,重复(1)、(2)、(3)步骤。试验根据喷砂保温板4种不同的布置方式分别进行,每种不同的布置方式做2组,每组测试5个试件。共测试8组,40个试件。2.2.2保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温板保温(1)将剪切仪下盒注水至复合土工膜与喷砂保温板接触面。(2)重复2.2.1步骤。试验根据喷砂保温板4种不同的布置方式分别进行,每种不同的布置方式做2组,每组测试5个试件。共测试8组,40个试件。3试验结果与分析3.1试验结果模拟现场摩擦特性共进行8组试件试验,干燥界面及饱水界面状态下各4组,通过现场测量出试件提升半径、提升高度值,计算出该8组试验的数据。试验成果见表3。3.2室内切割试验的结果室内剪切摩擦特性试验(渠道6m水深运行条件)共进行16组试验,干燥状态及饱水状态下各8组。试验成果见表4。3.3保温板喷砂面积对摩擦系数的影响(1)喷砂保温板与复合土工膜之间的摩擦系数,随着保温板的喷砂面积变化而变化,见表5。试验结果显示,摩擦系数随保温板的喷砂面积增大而增大。(2)喷砂保温板与复合土工膜之间饱水状态下的摩擦系数比干燥状态下的摩擦系数小,见表6。(3)浸水后的喷砂保温板,有砂粒脱落现象。饱水状态下,现场模拟试验及室内剪切试验后,复合土工膜上均粘有一定量的砂粒。4结论和建议4.1保温板喷砂面积对摩擦系数的影响(1)采用全面积喷砂保温板,可以提高其与复合土工膜之间的摩擦系数2~3倍。(2)喷砂保温板不同的喷砂面积,直接影响到摩擦系数的大小,且摩擦系数随喷砂面积减小而减小。(3)模拟现场试验与室内剪切试验的摩擦系数相接近,其差异主要来自喷砂保温板上砂粒大小、形状、疏密及粘接性能等因素的影响。4.2外部和运行条件的影响(1)喷砂保温板能够起到提高摩擦力的作用。考虑喷砂面积、砂粒大小、疏密及粘接性能以及外部和运行条件