多层复合衬垫界面非线性强度特性的斜面单剪试验

施建勇，钱学德，3，朱保坤

(1.河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室，江苏 南京 210098;2.河海大学岩土工程研究所，江苏 南京 210098;3.密歇根州环境保护厅，密歇根 兰辛 48933)

垃圾填埋场中垃圾体沿衬垫界面平移破坏的比例较高［1］，如图1(a)所示。为了研究垃圾体的稳定性，保证垃圾填埋场安全，需要开展衬垫界面力学特性研究。现有的研究以直剪试验为主［2-4］，扭剪和单剪试验也有较好的研究进展［5-8］，还有拉拔试验［9-10］等方法可用于衬垫界面力学特性的研究;但上述试验研究的剪切面都是水平的。对于沿衬垫界面的平移破坏，滑动面同时沿斜坡和底部衬垫;位于底部的衬垫界面，其力学特性可由剪切面是水平的研究方法获得;位于斜坡的衬垫界面，在与界面成某一角度垂直应力作用下发生沿衬垫层面平行方向的相对位移，如图1(b)所示;与剪切面水平时的受力变形特点不同。

图1 垃圾体沿衬垫系统滑动破坏示意图Fig.1 Sketch map of sliding failure of waste wedge on liner

为了研究位于斜坡上衬垫界面的力学特性，Muller等［11］研制了坡度1∶2.5的斜面剪切仪，用于土工复合膨润土衬垫(GCL)长期剪切强度试验研究。Mizyal等［12］利用斜板仪和传统直剪仪对不同纹理的HDPE膜与不同性状的砂之间的界面特性进行了对比试验研究，斜板仪试验的压力范围是5～50 kPa，得到较好的试验结果。徐超等［13］采用直剪仪和斜板仪研究了不同粗糙程度的HDPE膜分别与砂土、土工布及土工复合材料之间的界面摩擦特性，直剪试验得到的界面摩擦角小于斜板试验结果，而直剪试验得到的界面黏聚力大于斜板试验结果。……