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土工膜在工程中的应变能力

时间:2018-02-02 08:41   作者:青岛梦想材料 点击:

    进行土石坝应力应变计算是为了了解(Find out)坝体及坝基在各个阶段(如施工期、蓄水期、稳定(wěn dìng)渗流期、库水位降落期等)在自重及各种外荷载作用下的应力和应变。通过(tōng guò)大小主应力分布,竖向和水平位移及变形分析(Analyse),以查明如下问题(Emerson),并采取相应的工程(Engineering)措施:
   
  1、是否存在剪切破坏(vandalism)区及其延伸范围(fàn wéi);
   
  2、根据应力分布,查明是否产生拉应力,如产生,且超过土体的抗拉强度,表明土体将产生裂缝,进而了解(Find out)其开展(kāi zhǎn)土工膜范围(fàn wéi);
   
  3、按应力分布情况(Condition),了解(Find out)分区坝刚度不同的坝体材料(Material)之间是否产生拱效应,致使刚度小的材料有部分自重传给刚度较大的材料,降低竖向应力,产生低压力区,蓄水后导致(cause)水力劈裂,使心墙漏水;
   
  4、坝体是否产生过量变形,影响使用功能:
   
  5、根据应力分布分析(Analyse)坝坡稳定(wěn dìng)性。
    要进行应力应变分析(Analyse),需要选择好描述(description)土的应力一应变关系的模型(也称本构模型)。青岛土工格栅经过拉伸形成的具有方形或矩形的聚合物网材,按其制造时拉伸方向的不同可为单向拉伸和双向拉伸两种。它是在经挤压制出的聚合物板材(原料多为聚丙烯或高密度聚乙烯)上冲孔,然后在加热条件下施行定向拉伸。青岛膨润土防水毯作为一种新型环保生态复合防渗材料,以其独特的防渗漏性能已在水利、环保、交通、铁道、民航等土木工程中得到广泛使用。垃圾填埋场的基础处理和封顶,人工湖、水库、渠道、河流、屋顶花园的防渗,地下室、地铁、隧道、地下通道等名类地下建筑物的防渗。青岛土工格栅是用聚丙烯、聚氯乙烯等高分子聚合物经热塑或模压而成的二维网格状或具有一定高度的三维立体网格屏栅,当作为土木工程使用时,称为土工格栅。土的本构关系非常复杂,长期以来由于对土体的本构关系认识不足,以及计算上的困难,应力应变计算理论进展缓慢。实际上土体本构关系并非线性的,目前研究得较深入的是以连续介质力学为基础的非线性本构模型。自上世纪60年代以来,许多研究者提出了一系列计算模型,使我们对岩土的特性有了进一步的认识。这些模型在一定条件下比较合理的描述了土的特性,但应用于工程(Engineering)设计仍存在一定的困难,主要是计算复杂,应用参数较多,准确确定参数较困难,更重要的是缺乏足够数量的实际工程的检验。土的本构模型还有待进一步完善。
    土石坝坝体及坝基的土石料是非线性材料(Material),其变形不仅随荷载大小变化,且还与加载的应力路径有关,应力应变关系呈明显的非线性。反映这种应力应变特性的模型大致可分为两类:弹性非线性模型与能反映土体的剪胀性及应力路径影响(influence)的弹塑性模型。在土石坝的应力应变分析(Analyse)中,目前已获得广泛应用的是邓肯一张( Duncan-Chang)双曲线(弹性非线性)模型。这是一种双曲线型非线弹性模型,由康德纳(Kondner)于1963年提出,后经邓肯一张加以改进。它是根据三轴试验得到的土的应力一应变关系曲线整理得出的,因而,主要反映了轴对称条件下土的应力一应变特性。这种模型使用简便,计算方便,能反映土石材料的非线性特性,且模型所需要的参数也比较容易获取。但邓肯一张模型不适于描述(description)土的残余变形特性,不能反映应力路径对应力应变关系的影响,也不能反映土的剪胀性。料表明采用模模型所计算出的应力和应变能较好地符合的工作状态。土工膜应力一应变计算一般采用有限元法,须利用计算机进行计算,具体应用可参阅有关书籍。由于邓肯一张模型是经验性的近似本构关系,应用时还需在深入了解(Find out)其适用条件的基础上,参考现有工程经验选择(xuanze)计算参数,使之更好地反映实际工程土体特性。土石坝的应力应变计算固然在判断坝体是否产生裂缝、有无拱效应导致水力劈裂、有无剪切破坏(vandalism)区及其延伸范围(fàn wéi)等方面起到不可替代的独特作用,但还不能完全代替诸如边坡(side slope )稳定(wěn dìng)计算、分层总和法计算坝体沉降等传统方法。

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