在垃圾填埋场中,土工膜可以隔离垃圾体与周围环境,避免地下水受到污染。在土工膜上填埋垃圾和土层,沿其长度方向将有剪应力作用,使得土工膜发生变形,内部产生拉力,为保证土工膜的安全使用,需要对土工膜的拉力进行分析。将土工膜与黏土界面的剪应力–位移关系曲线分为弹性、软化和残余强度3阶段,采用三阶段弹塑性模型来描述土工膜与黏土界面的剪切变形特性,推导出了界面处于弹性、软化和残余强度3阶段时土工膜位移–拉力的微分控制方程,由于3个阶段分界点的位置是未知的,利用迭代法求解土工膜的拉力,分析了填埋高度和坡度的变化对土工膜拉力的影响。
土工膜*好避开紫外线
土工膜的耐久性包括多个方面,主要是抗紫外线辐射、温度变化、化学与生物侵蚀、水解影响、冻融变化、机械磨损及蠕变性能等。
1.蠕变性能是聚合物合成材料的重要性能之一,是材料能否耐用的关键。土工膜产生蠕变,其厚度会逐渐变薄,各项指标都会变坏。织造土工膜蠕变一般优于非织造土工膜,长丝针刺又优于短纤维针刺土工布。这说明在用于增强目的时,织造土工膜具有一定的优越性。但是非织造土工膜在侧限状态下要比非侧限状态好。蠕变受聚合物种类影响。将涤纶、丙纶、锦纶进行比较。涤纶的蠕变值*小,锦纶次之,丙纶*大。其影响之大超过因结构不同而产生的影响。温度对蠕变性能也有影响,应变超过一定值时,温度愈高,蠕变量明显增大。在实际应用中,应考虑聚合物蠕变的特性,在设计时应采用一定的安全系数以保证工程的耐久性。
2.紫外线辐射是引起合成纤维老化的*主要因素,紫外光特别是UVB的能量能引起高分子化学键断裂(聚丙烯对紫外线*敏感的波长是300-310μm),聚酯则相对好一些。温度可直接影响聚合物裂解,温度也可和其它因素结合在一起引起聚合物降解。土工膜强度的变化,与季节气候有很大关系。秋冬季 节气温低、空气干燥,织物降解较为缓和,而春夏季气温高,雨水多,空气潮湿,促使降解反应加快,一般丙纶在紫外线作用下半年后,其剩余强度为0。
紫外线直接照射是聚合物老化的*主要因素,而水份、温度和紫外线结合将进一步促进老化。涤纶土工布抗老化性能好于丙纶织物,但当紫外线和水份联合作用时,涤纶织物的老化速度将加快,丙纶织物如采用防老化剂及添加炭黑,则能延缓老化。土工膜只要避免紫外线直接照射,埋在土中或水中,其老化速度可变得很小。
土工膜是高拉伸强度材料,而泥土是低拉伸强度材料。土壤与土工合成材料结合后可提高承受负载的能力。其强度提高的程度既取决于 铺放土工合成材料的强度,又取决于土工合成材料与泥土间摩擦力的大小。土体中合理加入土工膜可改变土中的应力分布,约束土体的侧向变形,从而提高结构的稳定性。