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    土工膜的應力松弛的技術研究

      來源:http://www.indzo.com   編輯:夢想土工膜   發布日期:2019-06-18T09:25:18   瀏覽量:
    土工膜的應力松弛蠕變是指在應力不變的情況下,材料的變形隨時間增加的特性。土工膜一種以高分子聚合物為基本原料的防水阻隔型材料,主要分為低密度聚乙烯(LDPE)土工膜、高密度聚乙烯(HDPE)土工膜和EVA土工膜,具有優良的耐環境應力開裂性能及優良的耐化學腐蝕性能,使用于垃圾填埋場、尾礦儲存場、渠道防滲、堤壩防滲及地鐵工程等。土工膜以塑料薄膜作為防滲基材,與無紡布復合而成的土工防滲材料,新材料土工膜它的防滲性能主要取決于塑料薄膜的防滲性能。國內外防滲應用的塑料薄膜,主要有聚氯乙烯(PVC)和聚乙烯(PE)、EVA(乙烯/醋酸乙烯共聚物),隧道應用中還有設計使用ECB(乙烯乙酸乙烯改性瀝青共混土工膜)的,它們是一種高分子化學柔性材料,比重較小,延伸性較強,適應變形能力高,耐腐蝕,耐低溫,抗凍性能好。松弛是指在應變不變的情況下,變形物體的應力消失的現象,是由于變形物體中儲存的彈性能量逐漸消失所致。雖然從物理角度看,蠕變過程會引起應力松弛過程,但應力松弛過程也會引起蠕變過程,但它們往往被看作是兩個獨立的過程。根據物理流變學的觀點,蠕變和松弛是材料長期力學性能的兩個理想化的力學概念,這兩個概念本質上是由同一物理力學機制控制的。例如,恒定應力條件下的蠕變與極頂應變條件下的應力松弛的宏觀區別在于,蠕變過程具有外力源的能量消耗,這只是由于材料結構的弱化導致了內應力的降低。在弱化過程中,內耗引起的能量消耗是以材料的初始累積變形能力為代價的。應力松弛和蠕變是同一問題的兩個方面。具有不同松弛時間的各種運動元件對土工膜上外應力的響應是管片緩慢運動引起的分子間位置調整的結果。當試樣中加入初始變形時,由于運動單元的運動(主要是鍵長和鍵角,但也包括一些小鏈段)的運動,使試樣產生瞬時彈性變形,可以跟得上外力。此時,由于分子被迫拉伸,內應力發生在分子內部,因此聚合物處于不平衡狀態。為了達到新的平衡狀態,聚合物的運動單元必須沿著外力方向移動,以減小或消除內應力。隨著時間的推移,松弛時間較長的運動單元的鏈段逐漸開始移動,在鏈段的熱運動后,分子的纏結節點逐漸被解開,這些運動必然對分子的變形做出貢獻,使初始的彈性變形逐漸恢復,但由于總變形保持不變,所需的應力逐漸減小。如果樣品是線性聚合物,它可以通過分子鏈之間的滑移流動和變形。在總變形不變的情況下,隨著粘性流動的發展,彈性變形所占的比例越來越小。當總變形完全由塑性流動變形貢獻時,各分子鏈的構象狀態完全適應試樣在平衡狀態下的變形,土工膜的彈性變形消失,應力衰減為零。對于交聯聚合物,由于不可能產生塑性流動變形,其總變形只能通過彈性變形來維持。然而,在初始階段,一般彈性變形對應力的貢獻很大,隨后,隨著高彈性變形的發展,一般彈性變形逐漸減小,應力逐漸減小。然而,要保持一定的彈性變形,往往需要一定的應力,交聯聚合物的應力不能降到零。


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