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1、复合土工膜力学特性及施工工艺试验--宝珠寺水电站二期上游围堰应用复合土工膜防渗研究报告之二1概述根据宝珠寺水电站二期上游围堰应用土工膜防渗研究报告之一的结论,宝珠寺水电站二期上游围堰拟选用保护型复合土工膜.PVC主膜厚0.5mm,上层为200g/m2土工织物，下层为300g/m2土工织物共三层组成，土工膜铺在堰体上游面。但由于复合土工膜不是定型产品,购这种规格的复合土工膜有困难。从1990年6月到10月联系多处厂家均不生产上述规格的复合土工膜,只好对能购到的甲、乙、丙三种复合土工膜进行比较选择，其中甲型膜为PVC主膜厚0.8mm两制土工织物均为300g/m2。根据三种复合土工膜的强度试验结果并
2、考虑到华源水利水电工程咨询公司的咨询意见p决定采用无锡塑料制品厂生产的甲型复合土工膜进行力学特性试验及现场工艺试验研究。根据我们提出的复合土工膜力学特性试验要求,委托成都科技大学水利系进行试验，全部试验工作于九一年二月中旬结束,三月提交了试验报告。由于界面摩擦试验系采用中型直剪仪进行直剪试验,尺寸较小,为验证试验成果，我们又在施工现场补作了自然休止角试验。为进行复合土工腹施工工艺试验F将一期上游渡汛围堰的剖面设计成与二期上游渡汛围堰剖面相似,也采用覆面复合土工膜防渗结构,其施工工艺基本上模拟二期上游围堰,以便复合土工膜工艺试验成果能直接应用于二期上游围堰。2复合土工膜力学特性试验研究2.1复合
3、土工膜强度及延伸率试验对选定的甲型复合土工膜进行了母材及粘结接缝两种情况的抗拉、顶破、撕裂强度试验,并测定破坏时的极限延伸率。试验分原状复合膜（即母材)和粘结接缝两种。接缝粘接长度5cm，土工织物面用LDJ-246胶粘接，PVC膜用PVC软胶粘结。原拟用湖北大学生生产的HB-PVC软胶粘结，但粘接效果不好,后又改用广州东风化工厂生产的施能牌PVC软胶粘结。粘接接头如图1所示:所有强度试验均在SHIMADZU万能材料机上进行，自制夹具。夹具尺寸以及拉、顶、撕速度均参照“土工织物测试方法参考标准”。2.1.l抗拉强度及延伸试验2.1.1.1试验尺寸、拉伸速度采取值方法进行了纵向（卷材长度方向）及横
4、向（垂直卷材长度方向）取样,试验分宽条（宽20cm）及窄条(宽5cm)两种,夹具问试样长度均为l0cm其中5cm为粘结接头,其余5cm为原状复合土工膜。纵向、横向拉伸速度均为50mm/min。每种试验情况（纵向、横向、母材、站结接头共四种组合)均采用几个试样抗拉强度峰值的平均值及其巾对应的延伸率平均值。2.1.1.2拉伸试验中试件性状描述在复合膜母材拉伸过程中,织物和主膜侧向收缩量不同，织物侧向收缩量比主膜大,宽条试样达峰值时,主膜侧向收缩4cm,织物侧向收缩达7cm。由于主膜与织物的侧向收缩及延伸率相差太大，达峰值强度时,织物与主膜分离,两侧织物很快拉断,峰值强度约6000N，延伸率约35%
5、--1900%,继续拉伸时，主膜强度约1600N-1900N，主膜断裂时远伸率达180-220%。粘结接头宽条试样拉伸性状有以下特点:粘结接头的抗拉强度取决于接头处织物粘结牢固程度，这与粘结方法、粘胶性质、刷胶方法及粘结长度等因素有关。采用5cm粘结长度，LDJ-246胶粘结织物时纵横向接头试件的抗拉强度平均值,基本能达到母材强度。由于粘结接头影响,接头处为双层受拉，伸长变形及侧向收缩均较小，峰值强度时,纵向伸长率平均值为38%，不到母材纵向伸长率85%一半，横向伸长率平均值为50%,为母材横向伸长率的58%。织物与主膜侧向收缩差值减少,织物侧收缩量仅比主膜大16mm。2.1.2顶破强度试验2
6、.1.2.1圆球顶破试验环形夹具内径45mm,磨光小球直径25mm,顶杆速率30mm/min,采用10个试样顶破峰值的平均值作为顶破强度值。母材最小顶破峰值为3320N,最大峰值为3760N,平均值为3500N,顶杆位移量(复合膜顶破变形量)25mm左右,两层织物顶破;顶杆位移28mm左右,然后主膜顶破,主膜顶破强度800N。粘结接头处最小顶破峰值6120N,最大峰值6680N,平均值为6485N。因为圆球顶破夹具内径仅45mm全为粘结接头,实际厚度相当于两倍母材,所以顶破强度也接近母材顶破强度的两倍。2.1.2.2平头顶破试验环形夹具内径150mm,平头顶杆直径50mm,顶破速率60mm/m
7、in,采用10个试样顶破峰值强度平均值作为顶破强度。母材顶破强度最大峰值强度6400N,最小峰值强度4500N,平均值5500N。顶杆位移量59mm左右时(相应于峰值强度)两层织物顶破;顶杆位移量67mm左右时,主膜顶破,主膜顶破强度约3000N。粘结接头处平头顶破最大峰值强度10600N,最小峰值强度8700N。峰值强度时,顶杆位移量70mm左右,织物与主膜很快同时顶破。由于粘结接头处的厚度较母
