防滲尾渣庫防滲膜受力參數(shù)分析
使用防滲膜受力的解析解，可以確定礦渣物理力學(xué)性質(zhì)、膜-渣界面摩擦特性、膜-墊層界面摩擦特性、坡高、坡比及防滲膜性質(zhì)對膜內(nèi)拉應(yīng)力和拉應(yīng)變的影響。
以坡高10m的鋪膜防滲尾渣庫邊坡為例，分析了這些因素對防滲膜受拉的影響。算例中，尾渣的物理力學(xué)參數(shù)包括：側(cè)向土壓力系數(shù)Kx=0.39，尾渣重度γ=15kN/m3，尾渣內(nèi)摩擦角φi=37.5°；膜-渣界面摩擦特性包括：界面剪切彈性模量k=6417kN/m，界面摩擦角φu=25°；防滲膜的性質(zhì)包括：厚度t=2.0mm，彈性模量E=200MPa；膜-基礎(chǔ)界面摩擦角分別取10°、15°和20°。
在三個不同的坡比條件下（1:1，1:2和1:3），通過計算得到的尾渣對防滲膜的正應(yīng)力和剪切力隨坡高的變化。其中，正應(yīng)力隨坡高的降低（即尾渣厚度）呈線性增長，坡度越緩，正應(yīng)力越大；剪切力隨坡度的降低先增加，到1/2坡高處達(dá)到最大值后逐步降低，并在坡腳處降為零，坡度越緩，剪切力越小。
尾渣對防滲膜剪切力和正應(yīng)力的比值，即為膜渣界面實際發(fā)揮的摩擦角，當(dāng)山坡坡度較小時，通過靜力平衡計算得到的摩擦角小于膜-渣界面摩擦角，膜-渣之間無相對滑移，實際發(fā)揮的摩擦角等于通過靜力平衡計算得到的摩擦角；當(dāng)山坡坡度較大時，通過靜力平衡計算得到的摩擦角大于膜-渣界面摩擦角，尾渣相對防滲膜向下滑移，實際發(fā)揮的摩擦角等于膜-渣界面摩擦角。當(dāng)膜-墊層界面摩擦角小于膜渣界面實際發(fā)揮的摩擦角時，膜內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力；反之，膜-墊層界面的抗剪強度始終大于膜-渣界面的剪切力，膜內(nèi)不會產(chǎn)生拉應(yīng)力。當(dāng)山坡坡比為1:3時，如膜-墊層界面摩擦角大于11.7°，膜內(nèi)不會產(chǎn)生拉力；當(dāng)山坡坡比為1:2時，如膜-墊層界面摩擦角大于16.9°，膜內(nèi)也不會產(chǎn)生拉力；而當(dāng)膜-墊層界面摩擦角大于膜渣界面摩擦角時，無論山坡坡度為何值，膜內(nèi)都不會有拉應(yīng)力產(chǎn)生。
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