充气时间和充气压力对土工膜焊缝剥离强度影响-论文.pdf

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1、第3l卷第2期华东交通大学学报VoJ_31No．22014年4月JournalofEastChinaJiaotongUniversityApr．，2014文章编号：1005．0523l2014)02．0091．04充气时间和充气压力对土工膜焊缝剥离强度影响郑澄锋，杨明昌，耿之周，魏军扬(1．南京水利科学研究院岩土工程研究所，江苏南京210024；2．河海大学土木与交通学院，江苏南京210098)摘要：土工膜焊缝剥离强度是整个防渗结构可靠性保障的关键因素之一。为了分析充气时间和充气压力对土工膜焊缝剥离强度质量的影响，选择7种不同厚度的HDPE土工膜在不

2、同充气时间和充气压力条件下进行焊缝剥离强度试验。试验结果表明：在相同土工膜厚度和充气时间(3min或10min)条件下充气压力越大，焊缝剥离强度越小，土工膜厚度在0．25～1．O0mill范围内影响较大，在土工膜厚度1．O0～2．O0mm范围影响较小；相同土工膜厚度和充气压力(0．1MPa或0．2MPa)条件下在土工膜厚度较薄范围0．25～1．00mm内随着充气时间的增加剥离强度在减小，影响较小，在土工膜厚度较厚范围内1．00～2．00nlm范围内充气时间对剥离强度影响很小，可以忽略不计；相同充气时间和充气压力条件下，土工膜焊缝剥离强度随着土工膜厚度

3、的增加而增大；土工膜焊缝工艺在土工膜厚度小于1．0mm时，充气压力宜选择0．1MPa；土工膜厚度大于1．0nlm时，充气压力宜选择O．2MPa，充气时间可统一选择为l0rain。关键词：土工膜焊缝；充气时间；充气压强；剥离强度中图分类号：TV44文献标志码：A土工膜是一类由高分子聚合物制成的T程防渗材料。近二三十年来，随着各种难逐渐克服，土一咖莫技术得到较快发展，土丁膜【程的不断应用，相应的，国内外也已对其做了大量的相关研究1作，其中土膜接缝问题相关研究有：土r膜施工工艺方面，束一鸣等对土工膜焊接和胶接等拼接T艺进行了室内和现场试验研究⋯，并结合实际

4、_『二程对常用的PE和PVC土工膜的焊接、黏结、槽中拼接、周边锚固、顶部连接及铺设工艺进行系统研究和总结。张毅等b对渠道复合土工薄膜焊接及施工质量控制方面做了一定阐述。施工工艺对膜的力学特性方面，束一呜等结合实际工程采用的防渗膜对不同环境温度和焊接温度下土]膜焊接焊缝进行研究，通过拉伸和剥离试验，从而得到了环境温度与优化焊接温度之间的关系曲线，并且通过焊接试样附着水分、尘埃、纤维的焊接试验，验证了复杂施工环境下保持焊接部位清洁、干燥对保证焊接质量的重要性；在国外，Peggs和Cadson(1988)讨论了不同焊接工艺对土工膜耐久性的影响。Rollin

5、等(1989)通过显微镜对焊缝的观察评价了现有的现场焊接技术的优劣]。Curran和Frobel将带有焊缝的土工膜置于各种环境条件和加载条件下，通过比较焊接前后土工膜的力学性质，评价了焊缝对土一I：膜耐久性和抗拉强度的影响]。孙叶芝等对土工膜焊缝质量控制及破坏原因进行了分析。冯雁对土膜拼接和质量检测也做了系统阐释。目前土工膜焊缝检测分为有损检测与无损检测两大类，室内试验一般进行有损检测，比如抗剪强度，剥离强度的试验；而现场试验通常要求无损检测。无损检测的方法很多，实际工程中大多依据SL／T231—1998聚乙烯(PE)土工膜防渗工程技术规范和SL18

6、—2004渠道防渗工程技术规范采用充气法检测。现有可以采用的规范存在3个方面的问题：①对于充气压力和充气时间等规定有很大的任意性，不利于检测人员收稿日期：2014—0卜l3基金项目：中央级公益性科研院所基本科研业务费专项基金项目(Y312002)作者简介：郑澄锋(1977一)，男，高级ll程师，研究方向为土T合成材料试验检测92华东交通大学学报2014年的实际操作；②对于不同厚度的土工膜用同一充气压力很不妥当，对于厚度较小的土1膜，在0．2MPa的充气压力作用下，已经产生鼓胀现象，变形较大，此时所谓的无损检测已经变成有损检测；③焊缝质量判断的依据没有

7、量化，结果的判定往往具有人为性。为提高土工膜焊缝的质量，选择7种不同厚度的HDPE土工膜在不同充气时间和充气压力条件下进行焊缝强度试验，得到充气时间和充气压力对土工膜焊缝剥离强度质量的影响。更好地指导土工膜焊接施T，对现有充气检测法的具体检测指标进行统一，并为相关工程提供借鉴。l试验方案进行无充气状态下HDPE土工膜的焊缝剥离强度试验。选择7种不同厚度的HDPE土工膜进行焊缝强度试验，土工膜厚度分别为0．25，0．35，O．5，O．75，1．00，1．50和2．00mm。充气方案选用以下4种状态，分别是：①充气压力0．1MPa，充气时间3min；②充

8、气压力0．1MPa，充气时间10min；③充气压力0．2MPa，充气时间3min；④充气压力0．2MPa，充