土工膜拉伸强度和延伸率的研究方向及研究进展

土工膜的抗拉强度较高，延伸率较其他抗渗材料具有明显的优势，技术指标的测定主要依据现行技术标准的单向拉伸测试，执行《SL235-2012土工合成材料测试规程》（以下简称《规程》）中条带拉伸试验或土工膜拉伸试验。现今土工膜抗拉强度和延伸率等力学特性研究主要以单向拉伸试验和双向拉伸试验为主。MerrySM等早在1993年就指出在工程实际中土工膜会由于局部沉降而被动拉伸，她开发了轴向拉伸装置测试了土工膜条带试样，推导并给出计算单向拉伸试验中的应力和应变方程。PincusHJ等在对HDPE土工膜哑铃形试样单向拉伸试验中发现理论计算方法与引伸计测量结果有明显差异，指出试样应力应变分布并非均匀的，试样中间狭窄部分拉伸应变明显大于两端。为了模拟PE土工膜在实际使用中的复杂受力，张思云等用“十字形”试样做了双向拉伸试验。与单向拉伸相比，纵向和横向的断裂强度分别降低了21.53%和60.32%，断裂延伸率也分别减少了63.07%和64.17%。针对土工膜双向拉伸试验，周天娥等在原有普通十字型拉伸试样的基础上，通过数值分析和试验相结合的方法对试样形状和尺寸进行了优化，优化后试样形式具有应力传递效果好、应力集中程度低、中心区应力分布均匀的特点。试验所得的应力应变关系为名义应力和名义应变关系，无法真实反映土工膜受力变形的性态，也无法直接用于工程实际中安全评价。

借助数字信息采集技术的发展，近年来非接触式应力应变测量方式方兴未艾，杨帆提出运用相机拍摄筒状土工膜双向受拉变形过程，编程提取了土工膜筒状双向拉伸的轴向和环向应变、应力，并实时测量了应力应变数值，从而得到了极限延伸率、屈服强度、弹性模量等关键参数。CenWJ等利用3D-DIC技术量测了含缺陷土工膜试样单向拉伸试验应力应变场，与完整的土工膜相比，含缺陷土工膜力学性能有明显衰减。ZhangXL等提出使用非接触式测量技术分析了单向拉伸试验中试样的泊松比的变化，确定了真实截面积，从而可以从理论上计算出真实应力真应力应变，提供了精确测定土工膜弹性模量和线性变形应变范围的方法。

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