温湿度对土工膜的稳定性影响有哪些？

土工膜常用的原材料主要有高密度聚乙烯三元乙丙（EPDM）等[1]。这些高分子材料熔点较低，

具有较强的温度敏感性[2-3]，表现为土工膜的线膨

胀系数大，外部环境温度下降时土工膜会产生收

缩，同时造成土工膜弹性模量和拉伸强度的增

大[4-5]，如果土工膜不能自由变形将导致其产生

温度应力[6-9]，从而影响土工膜的使用性能。

考虑温度对土工膜性能的影响，多数土工膜

测试标准都有状态调节和试验时温度的要求。状

态调节的目的是让土工膜在试验前适应试验环境

温湿度，充分释放温度应力，并达到湿度平衡；

试验时进行温湿度控制，可以避免温湿度波动大

致土工膜产生新的温度应力。土工膜测试规程对

温度的要求一般为（20±2）℃或（23±2）℃，对相对

湿度进行规定的标准较少，常用 （50±10）%[10]或

（60±10）%[11]，状态调节时间为88 h、24 h、4 h

或 1 h[12]。 在《水运工程土工合成材料试验规程》

制定中，为确定合理的温湿度控制规定，对 18 ℃~

25 ℃、30%~70%范围内的温湿度变化对土工膜物

理力学测试结果的稳定性影响进行了试验研究。

温湿度对土工膜试验结果稳定性影响，数据离散程度和变异程度均较小，分布宽

度也不大。但与单位面积质量相比，测量值数据

稳定性较差，这是由于土工膜厚度测量点面积小

小，代表性差，容易受材料的不均匀性影响。变

异系数随温湿度变化无明显变化趋势，21 ℃时测

使数据具有相对较好的集中趋势，25 ℃时湿度对

测试值离散性的影响较大最大拉力

土工模拉伸断裂时达到最大拉力，试验结果

见表3，不同温湿度测试值的标准差、变异系数

和极值相对偏差均较大，具有明显的离散性、变

异性和较大的数据分布宽度，数据稳定性差，但

数据稳定性随温湿度的变化趋势不明显。不同文

湿度最大拉力平均值的离散性有明显减弱，标准

差降低为1.92 N，变异系数减小为 6.7%，但仍具

有一定的离散程度和分布宽度，极值相对偏差为

-7.7%和 10.1%，且18 ℃~25 ℃、30%~70%范围

内最大拉力随温湿度变化趋势不明显。土工膜啦

伸时间长，最大拉力小，试样宽度小，试样仅为

6 mm，试验结果容易受制样水平的影响，且土工膜厚度小，厚度不均匀性对结果的影响较大，在

18 ℃~25 ℃、30%~70%范围变化温湿度，影响最

大拉力数据离散性、平均水平和集中趋势的关键

因素仍为制样水平和材料的均匀性，温湿度对其

影响不明显。