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抗拉强度铺设环境和冻融循环对GCL力学性能影响

收藏本文 2024-02-11 点赞:19731 浏览:84665 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:普通渠道水利用系数仅为0.5,在输水历程中近一半引水因渠道渗漏损失,总体输水效率很低。土工合成材料膨润土防渗毯(GCL)是种高效的防渗卷材,抗渗静水压可达1.OMPa以上,渗透系数5×10-11cm/s,可以大幅度的提升渠系水利利用率。本论文对渠道实地铺设和室内冻融循环对GCL力学性能影响进行了试验探讨,探讨了GCL的主要老化因素和外护材料的抗老化效果,以及冻融对GCL力学性能的影响研。本试验为GCL在干旱寒冷地区渠道防渗工程中的运用提供了论述基础。本论文主要以河套灌区渠道铺设的GCL为探讨对象,利用力学试验探讨浅析GCL性能的变化,得到一些有价值的结论和成果:(1)GCL在直接暴露在自然环境中,抗拉强度、应变随铺设利用时间的延长呈递减走势,其力学性能下降幅度很大,平均每年抗拉强度下降7.1%、最大应变降低6.1%。紫外线使土工织物的老化速度加速,铺设在渠底的GCL因为有覆盖土和水做为保护层,要比铺设在渠侧的GCL力学性能降低的幅度小很多,所以不需要做外护加工也有很好的抗老化能力。(2)外护材料B1、B3对GCL的保护作用很显著,不但提升GCL的力学性能,还减慢GCL的老化速度,对GCL的利用寿命有很大影响;外护材料B2对GCL的力学性质和抗老化性都有所提升,更显著的增强了抗老化能力,增强了GCL结构的稳定性。(3) GCL吸水后会发生轻微的缩水,这种现象使得GCL在经过浸泡后,力学性能会有所提升,提升幅度在3.14%~5.17%,并且使结构更加紧密(4)冻融循环会使GCL的厚度增加,膨润土膨胀空间增大,使GCL的防渗性能和降低,结构的紧密性降低;多次的冻融循环后膨润土冻胀效果累计,使缝合纤维部分发生断裂,降低土工织物间的连接,对GCL防渗效果有很大的影响。(5)试验结果表明抗破坏能力强的GCL抵抗变形的能力较弱;经过多次冻融后GCL的力学性能和抗变形能力有所下降,下降幅度15.52%-24.8%;4种GCL中2#力学性能最佳,1#由于上下层土工织物不能同时达到应力峰值,力学性能最不稳定,所以1#力学性能最差。关键词:GCL论文抗拉强度论文顶破强度论文冻融循环论文

    摘要3-4

    Abstract4-8

    插图和附表清单8-10

    1 引言10-15

    1.1 探讨背景及作用10

    1.2 GCL构造介绍10-11

    1.3 GCL的防渗机理及主要特性11-12

    1.4 国内外探讨近况12

    1.5 论文探讨的目标和主要内容12-14

    1.6 论文的技术路线14-15

    2 试验材料、仪器及试验策略15-29

    2.1 试验材料15-18

    2.1.1 GCL的土工织物保护层15-17

    2.1.2 针刺缝合纤维17

    2.1.3 膨润土17-18

    2.2 GCL的物理性质及检测策略18-21

    2.2.1 单位面积质量18-19

    2.2.2 GCL的厚度19

    2.2.3 GCL产品的水力渗透性19-20

    2.2.4 GCL的隔气性20-21

    2.3 几种力学试验策略及数据处理21-29

    2.3.1 试块的切割策略21

    2.3.2 抗剪强度21-23

    2.3.3 剥离强度23-25

    2.3.4 拉伸试验25-27

    2.3.5 CBR顶破试验27-29

    3 渠道铺设GCL的力学性能变化29-40

    3.1 河套灌区及长济渠介绍29

    3.2 渠道铺设GCL的优越性29

    3.3 外护材料的作用及介绍29-31

    3.4 试验材料31

    3.5 试验处理31

    3.5.1 渠道实地铺设时间对GCL力学性能的影响31

    3.5.2 渠侧和渠底对GCL老化的影响31

    3.5.3 影响GCL耐久性的因素31

    3.6 结果浅析31-38

    3.6.1 时间对GCL力学性能的影响31-33

    3.6.2 环境对GCL力学性能的影响33-36

    3.6.3 外护材料对GCL力学性能的影响36-38

    3.7 GCL中膨润土的流失38-39

    3.7.1 试验策略38-39

    3.7.2 试验结果浅析39

    3.8 本章小结39-40

    4 冻融循环对CGL性能的影响40-49

    4.1 GCL冻融循环的作用40

    4.2 实验设计40

    4.3 试验策略40-42

    4.3.1 溶液的配置40-41

    4.3.2 试块的切割41

    4.3.3 冻融循环41-42

    4.3.4 试块干燥42

    4.4 试验结果浅析42-45

    4.5 GCL的干缩及厚度变化45-47

    4.5.1 GCL的干缩现象45-46

    4.5.2 膨润土移动46

    4.5.3 GCL的厚度变化46-47

    4.6 本章小结47-49

    5 结论与展望49-51

    5.1 主要结论49

    5.2 展望49-51

    致谢51-52

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