復(fù)合土工膜厚度設(shè)計方法 

復(fù)合土工膜厚度設(shè)計方法

1.1　曲線交會法文

[1]針對不同邊界條件導(dǎo)出了相應(yīng)的計算公式，其中級配不均勻的砂礫石上薄膜受水壓力p作用時薄膜發(fā)生的單位寬度拉力與應(yīng)變關(guān)系為T=0122pd0/εd0=0535n1/6n1-nd17

圖1　曲線交會法計算簡圖

式中:T———薄膜單位寬度拉力，

kN/m；p———薄膜上承受的水壓力荷載，

kPa；ε———薄膜產(chǎn)生的拉應(yīng)變；

d0———不均勻砂礫石的平均孔隙直徑，

m；n———砂礫石孔隙率；

d17———特征顆粒直徑，表示小于此粒徑的砂礫石質(zhì)量所占比例為17%

式(1)可用圖1中曲線1表示.但僅用曲線1不能確定選用多厚的復(fù)合土工膜，還必須知道復(fù)合土工膜在不同拉力條件下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系才能確定選用多厚的復(fù)合土工膜.設(shè)選定的復(fù)合土工膜的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系如圖1中曲線2所示，則圖1中兩曲線的交點為所選土工膜在試驗拉力T作用下產(chǎn)生的應(yīng)變ε與砂卵石孔隙上薄膜受水荷載產(chǎn)生的拉力、應(yīng)變相等的點.該點所對應(yīng)的單寬拉力Tg為工作應(yīng)力，對應(yīng)的應(yīng)變εg為工作應(yīng)變.由于不同密度、不同厚度復(fù)合土工膜的試驗應(yīng)力應(yīng)變曲線不同，選擇不同復(fù)合土工膜時，兩曲線的交點(ε，T)位置也不相同.因此，應(yīng)在不同復(fù)合土工膜試驗曲線與圖1中曲線1交會的基礎(chǔ)上求得不同工作應(yīng)力和不同工作應(yīng)變，然后根據(jù)下述方法選定復(fù)合土工膜.設(shè)復(fù)合土工膜的大拉力為Tmax、大拉應(yīng)變?yōu)棣舖ax，材料的工作拉力為Tg、工作應(yīng)變?yōu)棣舋，則所選材料抗拉能力和應(yīng)變能力的安全系數(shù)分別為Ks=Tmax/Tg　　Kε=εmax/εg

(2)JournalofHohaiUniversity(NaturalSciences)Jul.2004　　

從安全角度考慮，Ks和Kε應(yīng)遠(yuǎn)大于10，土工合成材料的容許抗拉強度為Ta=1FiDFcRFcDFbDTmax

(3)對堤壩來說，F(xiàn)iD=11～20，F(xiàn)cR=2～3，F(xiàn)cD=10～15，F(xiàn)bD=10～13，本文取FiD=16，F(xiàn)cR=20，F(xiàn)cD=13，F(xiàn)bD=12.故Ta=Tmax/5，即安全系數(shù)K=5.換言之，土工膜的應(yīng)力水平為20%.據(jù)研究，應(yīng)力水平在20%以下時土工膜不易老化，使用壽命可達(dá)50～100a.