复合土工膜与粗粒料摩擦特性研究：试验与分析

"复合土工膜与粗粒料的摩擦特性试验研究，姜海波，侍克斌。本文探讨了复合土工膜在土石坝防渗中的应用，特别是其在坝体上游坡中的作用，以及它与粗粒料垫层间的摩擦特性对工程安全的重要性。通过摩擦试验，分析了复合土工膜与粗粒料之间的剪应力和摩擦角，揭示了剪应力随应变的软化特性。" 复合土工膜是工程防渗处理的关键材料，尤其在土石坝的防渗系统中扮演着重要角色。由于其良好的防渗性能，常被用作坝体上游坡的防渗层，以防止水分渗透，确保大坝的安全稳定。然而，土工膜与坝体粗粒料垫层之间的摩擦力对于整个结构的抗滑稳定性至关重要。如果摩擦力不足，可能导致土工膜滑移，进而影响大坝的正常运作。 为了深入理解这种摩擦特性，研究人员姜海波和侍克斌进行了专门的试验。试验采用模拟方法，研究了复合土工膜与粗粒料垫层结构面的摩擦特性。试验结果显示，剪应力在剪切过程中存在明显的峰值，这代表了材料在受力时的短期强度。同时，破坏后的剪应力存在残余值，揭示了材料在受力后的长期稳定状态。 值得注意的是，试验数据表明复合土工膜与粗粒料之间的剪应力-剪应变关系呈现应变软化型。这意味着随着应变的增加，剪应力会经历一个峰值然后逐渐下降，这种现象可能与材料内部的微结构破坏和应力重分布有关。应变软化特性对于工程设计具有重要意义，因为它意味着在长期荷载下，这种组合可能会降低其初始的防滑能力。 关键词：复合土工膜、粗粒料、剪切特性、应变软化。这些关键词强调了研究的核心关注点，即复合土工膜与粗粒料相互作用的力学性质，以及这种相互作用如何随时间变化，这对于优化土石坝的设计和施工方案，以及预测和预防潜在的滑坡风险至关重要。 复合土工膜与粗粒料的摩擦特性试验研究对于提高水利水电工程的安全性和耐久性具有深远的影响。通过对剪应力和摩擦角的深入理解，工程师可以更好地设计和调整坝体结构，以确保在各种工况下的稳定性。此外，这项研究也为未来在类似工程中的材料选择和施工提供了理论依据。