土工膜界面之间的剪切性能
与土工膜界面之间的剪切性能。依照 后卫生填埋场设计、施工提供有益参考。 ASTM5321-08 规定，正应力施加 1h 后才能进行剪 切试验。在进行潮湿状态剪切时，试样需在水中浸 1 试验材料 泡 24h 后，并在试验前将试样表面擦拭干净，快速 本实验所使用材料均取自厦门市正在建设的 装样进行试验。试验中试样的试验方向与填埋场铺 东部固废处理中心卫生填埋场衬垫系统工程，由 设方向一致。当下盒放置糙面土工膜时，装样时在 GSE 公司生产。
糙面 HDPE 土工膜厚度为 1.7mm， 土工膜与土工布之间放置塑料薄板，剪切盒就位 密度为 0.94g/cm2 ，采用共挤工艺形成单毛面，粗糙 后，再抽出塑料薄板。ASTM5321-08 给出的剪切速 高度为 0.25mm 。光面 HDPE 土工膜厚度为 1.5mm， 率为 6.35mm/min 到 0.025mm/min，文献[8,10,12] 密度为 0.94g/cm2 。土工布为聚丙烯人造纤维制成的 研究表明，对于土工合成材料界面间，除膨润土防 无纺针刺土工布，单位面积质量为 500g/m2 。 水毯(GCL)外，其剪切强度与直剪时选取的剪切速 率无关。本次直剪试验选取剪切速度为 1.4mm/min， 2 试验仪器与方法 实验剪切位移为 75mm 。实验结束后观察并记 采用美国 Geotest 公司生产的大尺寸直剪仪， 录材料界面破损情况。
上、下剪切盒内尺寸为 300mm×300mm，深 75mm 。 试验结果 下盒装入刚性块，形成一平台用以支撑 HDPE 土工膜，上盒固定不动，推动下盒，保证剪切时具有恒 3.1 HDPE 光面土工膜与500g/m2 无纺土工布 定的剪切面积，有效剪切面积为 0.09m2 。拉-压荷 分别为干燥、潮湿状态下 HDPE 光 重传感器与上盒紧密接触，测定剪应力，采用数显 面土工膜与 500g/m2 土工布剪应力与位移试验曲 位移传感器测定下盒的剪切位移。通过压缩空气施 线。干、湿两种状态下剪应力与位移曲线形式相近。
开始剪切时，剪应力迅速增加并达到峰值强度τ ， 加正应力，并用 4 个压力传感器进行量测。HDPE土工膜装样尺寸为 306mm×450mm，试验时，置于 位移继续增加，剪应力减少。除干燥状态下 50kPa 下盒平台上，并用夹条两侧夹紧。无纺土工布装样 剪切强度达到峰值时位移 Dp=4.34mm 外，其它情 况下达到剪切强度峰值时位移 D=1.5―D=3mm， 尺寸为 300mm×340mm，置于土工膜上方，在上盒 p p 剪切反方向一侧侧边固定。上盒装入标准砂，并放 与已有文献结果一致。在 3 种正应力状态下均出现 置透水板。通过软件自动记录剪应力、剪切位移及 应变软化行为，正应力越高，应变软化越明显。潮 所施加的正应力，并适时显示剪应力与位移的曲 湿状态下应变软化更为明显，位移在 40mm ―50mm 线。
复合土工膜防渗方案对比传统防渗的优势
甄选根据地质勘察成效，相结合施工工地情形，就堤身防水层具体措施明确提出迎水坡复合土工膜防水层和塑性变形混泥土防渗墙两种计划方案。这两种计划方案在技术上都是行得通的，且工程施工没受堤身砂砾石、灰土隔层及孤石的影响，可以防止工程施工桩机钻到艰难的问题。
方案一：铺设复合土工膜防渗
保存迎水侧坡顶边坡防护，坡上面铺砌5 厘米砂石抹灰层后铺砌复合土工膜，在复合土工膜上混凝土浇筑15 厘米厚C25现浇混凝土边坡防护，复合土工膜顶端选用M12地脚螺栓锚人堤防防浪墙，复合土工膜底端自底格埂顺坡朝前铺平2 m后再往下竖直插至堤防相对隔水层层1.3 m，并锚人现浇混凝土槽体。复合土工膜采用两布一膜的复合土工膜。对于不能在水面斜坡上铺设复合土工膜的地段，如各码头道口，应采用劈裂灌浆垂直防渗处理，劈裂灌浆处理范围与复合土工膜的重叠长度不得小于10 m劈裂灌浆采用水泥含量为15%、水灰比为1.5的水泥浆，两排孔呈梅花形排列。单行孔间距为2.5m，单行孔间距为2.0m。一排孔距面向水侧的防波壁1.5 m，二排摇摆器L距面向水侧的防波壁3.5 m。孔底标高与原多头小直径防渗墙相同。
HDPE防渗土工膜和复合土工膜都是防水层材料，不过如果都是1000g的HDPE防渗土工膜和复合土工膜比较的话，在防水层效果方面是防渗土工膜的效果更好，因为1000g的复合土工膜要取出部分克重分到复在两侧的土工布，这样正中间的膜材没有那么厚了，所以在选择的时候要根据工程施工环境来选择用哪一种。
方案二：塑性混凝土防渗墙
防渗墙的顶标高为8.70米，防渗墙厚度为0.3米，渗透系数k < 10.1厘米，s。防渗墙穿过堤身土壤，进入相对不透水层不小于1m。塑性混凝土水泥用量不小于80公斤/立方米，膨润土用量不小于40公斤/立方米，水泥和膨润土总用量不小于160公斤a3，胶凝材料总量不小于240公斤a3，砂率不小于45%。对于无法实施塑性混凝土防渗墙的路段，如码头道口，采用劈裂灌浆进行垂直防渗处理。劈裂灌浆处理范围与塑性混凝土防渗墙的搭接长度不得小于10m劈裂灌浆采用水泥浆，建议掺入15%水泥，水灰比为1.5，并设置两排孔洞，呈梅花状排列。单行孔间距为2.5m，行间距为2.0m。一行孔距水面防浪墙1.5 m，二行孔距水面防浪墙3.5 m。孔底标高与原多头小直径防渗墙相同。
两种方案技术经济分析比较如下：
方案一:水坡复合土工膜防渗仅在水坡一侧施工，对堤顶、背水坡和护堤路面施工干扰较小，对工期影响较小，但要求施工质量高。
方案2:塑性混凝土防渗墙连续性好，防渗性能可靠，墙体耐久性好，塑性墙体能适应堤防变形，与堤身土紧密结合。但工程施工时要构建满足防渗墙工程施工需求的工程施工平台，工程施工速度比较慢，对工程进度影响很大，同时，需在完成的堤顶填土部分基坑开挖并将已铺砌进行的加筋土工格栅翻卷，待防渗墙工程施工进行后再次铺砌并回填土。
由名称可知，复合土工膜简称为复合膜。对于成品无纺布或土工布，我们称之为涂层布基布。毫无疑问防渗土工膜有防水层、隔離的特点，防水层效果极好，复合型一起的水刺无纺布经过挤出来淋膜机膜头的时候由于气温很高，因而和基布粘合复合型一起做成复合膜，复合膜不仅具有优良的防水层特性，而且两侧的布原膜不被尖锐物块、碎石子或树杆戳破、咯破，使防水层系统更平稳，工程更安全、耐用。
技术上，能满足堤身的防渗要求，保证堤防在设计使用寿命内的防渗安全。方案1施工可与路堤顶路、回水坡和路堤防护场地的绿化施工同时进行，相互干扰小，对工期影响小，不需要对路堤顶覆土和加筋土工格栅进行返工。方案2中防渗墙施工速度慢，对工期影响很大。开槽施工对完成的路堤覆盖和加筋土工格栅影响很大，投资也很大。因此，堤身防渗处理变更推荐方案1为在临水边坡铺设复合土工膜防渗方案。通过对比分析，在临水边坡上铺设复合土工膜的防渗方案具有良好的防渗效果，能够满足路堤的防渗要求。施工可与路堤顶路、背水坡和路堤防护地面的绿化施工同时进行，相互干扰小，对工期影响小，不需要对路堤顶覆土和加筋土工格栅进行返工。
