聚乙烯土工膜直角撕裂负荷实验 刺破强力检测

一、直角撕裂负荷实验

这项测试主要衡量土工膜抵抗裂缝扩展的能力。在工程中，土工膜可能存在初始缺陷或微小破损，在受力时，这些缺陷可能成为裂缝的起点并迅速扩展，导致材料整体失效。直角撕裂实验就是模拟这种工况。

1. 检测标准：

GB/T 1130-2017《塑料 直角撕裂性能的测定》

ASTM D1004《塑料薄膜和薄片抗撕裂扩展试验方法》

2. 试样制备：

从样品上裁取矩形试样，尺寸通常为（长×宽）100mm × 50mm。

在试样宽度方向的中心处，预先切一个深度为40mm的切口，形成一个“T”型或“直角”型。

3. 实验原理与过程：

将试样安装在材料试验机上，其中试样的“两翼”分别夹在上、下夹具中，预切口对准夹具的间隙。

启动试验机，以规定的速度（如200mm/min或500mm/min）连续拉伸试样。

记录整个过程中撕裂所需的Zui大负荷（力值）。

4. 结果表示：

直角撕裂负荷：直接读取撕裂过程中记录的Zui大力值，单位为牛顿（N）。

有时为了比较不同厚度材料的性能，会使用撕裂强度，单位为N/mm（Zui大力值除以试样厚度）。

5. 工程意义：

直角撕裂负荷值越高，表明土工膜在存在缺陷时抗撕裂、抗破损扩展的能力越强。

这对于评估土工膜在铺设过程中遇到尖锐物顶刺，或在使用中地基不均匀沉降导致应力集中时，能否有效抵抗撕裂至关重要。

二、刺破强力检测

这项测试衡量土工膜抵抗集中荷载刺穿的能力。它模拟的是土工膜受到局部的、尖锐的物体（如碎石、树根、施工工具）顶刺时的力学响应。

1. 检测标准：

GB/T 19978-2023《土工布及其有关产品 刺破强力的测定》 (注：此标准虽名称提及土工布，但广泛应用于土工膜)

ASTM D4833《土工布、土工膜及相关产品指数刺破试验方法》

2. 实验装置：

材料试验机

环形夹具：内径通常为45mm，用于水平夹持试样。

顶刺杆（刺破探头）：一个直径为8mm的平头圆柱杆。

3. 实验原理与过程：

将试样平整地夹在环形夹具中，使其处于紧绷无褶皱状态。

将顶刺杆对准环形夹具的圆心。

启动试验机，顶刺杆以恒定的速度（如300mm/min）垂直向下顶刺试样中心，直至将其完全刺穿。

记录整个过程中产生的Zui大力值。

4. 结果表示：

刺破强力：直接读取刺穿过程中记录的Zui大力值，单位为牛顿（N）。

5. 工程意义：

刺破强力值越高，表明土工膜抵抗局部尖锐物顶刺的能力越强。

这对于评估土工膜在铺设后，能否承受上层覆土中碎石的压力，或防止植物根茎刺穿具有极其重要的参考价值。是设计垃圾填埋场、人工湖、尾矿库防渗层时非常关键的指标。

核心区别与联系

检测项目直角撕裂负荷刺破强力

模拟场景抗裂缝扩展（从边缘或缺陷处撕裂）抗集中刺穿（正面被尖锐物顶破）

受力状态拉伸（平面内的张力）顶刺（ out-of-plane 的法向集中力）

破坏机理裂缝延伸、扩展局部拉伸、剪切、屈服直至破裂

关键指标Zui大撕裂力（N）Zui大刺破力（N）

工程关注点材料的韧性、抗破损扩展能力材料的顶破强度、抗局部穿刺能力