復合土工膜的材質(zhì)柔軟且伸長率大,能適應相對較大的變形,同時還具有設計方便、抗?jié)B效果更好、施工效率更好、造價更低的優(yōu)勢,因而在包括圍堰、堤壩、引水渠在內(nèi)的各類水利工程項目中得到了應用。在水利工程中,復合土工膜通常與墊層、水穩(wěn)層、過渡層等組成復合防滲結(jié)構(gòu),但由于復合防滲結(jié)構(gòu)界面的抗剪強度小于各材料結(jié)構(gòu)本身的抗剪強度,很容易在復合土工膜與墊層、襯砌結(jié)構(gòu)之間形成滑裂面,破壞復合土工膜防滲體,從而導致建筑物失穩(wěn)和變形,由此可知復合土工膜與墊層材料、襯砌結(jié)構(gòu)之間的相互作用機理直接關系到工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與安全。

(1)復合土工膜與墊層界面的剪切特性經(jīng)歷了彈性階段、彈塑性和殘余強度三個階段,呈現(xiàn)明顯的非線性特征;隨著界面剪切位移的增大,位移在0.6~0.8mm附近時,進入彈塑性階段;剪切位移在9~11mm附近時,進入殘余階段。

(2)膜后含水率的變化對復合土工膜與墊層界面抗剪強度具有顯著影響。隨墊層含水率的增大,界面峰值抗剪強度和殘余抗剪強度呈非線性減小的趨勢;墊層材料的含水率從0%增大到8.5%,界面峰值抗剪強度最大降幅達到了21.71%和21.50%。

(3)在相同的工況下,隨著墊層材料含水率的增大,界面峰值抗剪強度、殘余抗剪強度均呈減小趨勢,膜后水分對界面抗剪強度的“潤滑效應”體現(xiàn)為界面摩擦角的減小,導致復合土工膜與下墊層間產(chǎn)生滑動破壞,在復合土工膜防滲體的設計和運行中應對此重視。