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    土工膜的蠕变应力松弛

      来源:   编辑:梦想土工膜   发布日期:2019-06-18T08:17:52   浏览量:
      蠕变是指在应力不变的情况下,土工膜材料的变形随时间增加的特性。松弛是指在应变不变的情况下,变形物体的应力消失的现象。这是由于在将变形物体转化为热能的过程中,储存在变形物体中的弹性能量逐渐消失所致。虽然从物理的角度来看,蠕变过程会引起应力松弛过程,应力松弛过程也会引起蠕变

      过程,但这两个过程往往被看作是两个独立的过程。根据物理流变学的观点,蠕变和松弛是材料长期力学性能的两个理想化的力学概念,这两个概念本质上是由同一物理
      力学机制控制的。例如,恒定应力条件下的蠕变与极高应变条件下的应力松弛的宏观区别在于蠕变过程具有外力源的能量消耗。这仅仅是由于材料结构的弱化和
      引起的内应力的降低所致。弱化过程中内耗造成的能量消耗是以材料初始累积变形能力为代价的。
      应力松弛和蠕变是同一问题的两个方面,本质上是不同松弛时间的运动单元对外界应力响应的结果。土工膜以塑料薄膜作为防渗基材,与无纺布复合而成的土工防渗材料,新材料土工膜它的防渗性能主要取决于塑料薄膜的防渗性能,一种高分子化学柔性材料,比重较小,延伸性较强,适应变形能力高,耐腐蚀,耐低温,抗冻性能好。这是由于链段的缓慢运动引起的
      分子位置的调整。土工膜具有较高的抗拉强度和延伸性,它与塑料薄膜结合后,不仅增大了塑料薄膜的抗拉强度和抗穿刺能力,而且由于无纺布表面粗糙,增大了接触面的摩擦系数,有利于复合土工膜及保护层的稳定,对细菌和化学作用有较好的耐侵蚀性,不怕酸、碱、盐类的侵蚀,在避光使用情况下,使用寿命长当初始变形被添加到试样中时,试样将产生瞬时弹性变形,这是能够跟上外力(主要是指键长和键角)的运动单元。它也是由
      (包括一些小段)的移动引起的。此时,由于分子被迫拉伸,内应力发生在分子内部,因此聚合物处于不平衡状态。为了达到新的平衡状态,聚合物的运动单元 必须向外力方向移动,以减小或消除内应力。随着时间的推移,松弛时间较长的运动单元的链段逐渐开始移动,链段热运动后,分子的缠结节点逐渐解开。这些
      运动必然导致变形。土工膜具有较高的抗拉强度和延伸性,它与塑料薄膜结合后,不仅增大了塑料薄膜的抗拉强度和抗穿刺能力,而且由于无纺布表面粗糙,增大了接触面的摩擦系数,有利于复合土工膜及保护层的稳定,对细菌和化学作用有较好的耐侵蚀性,不怕酸、碱、盐类的侵蚀,在避光使用情况下,使用寿命长初始弹性变形逐渐恢复,但由于总变形不变,土工膜所需应力逐渐降低。如果样品是线性聚合物,则会通过分子链之间的滑动
      产生流动变形。当总变形保持不变时,随着粘性流动的发展,弹性变形所占的比例越来越小;当所有的总变形都由塑性流动变形贡献时,当每个分子链的构象状态完全适应试样的变形时,弹性变形消失,应力降为零。对于交联聚合物,由于不可能产生塑性流动变形,其总变形只能通过弹性变形来维持。然而,在初始阶段,一般弹性变形对应力的贡献很大,随后,随着高弹性变形的发展,一般弹性变形逐渐减小,应力逐渐减小。然而,要使土工膜保持一定的弹性变形,往往需要一定的应力,而交联聚合物的应力不能降到零。


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