隧道防渗漏橡胶密封材料性能测试新方法

隧道工程的防渗漏至关重要，近年来各种地铁渗漏事故频频见诸报端。如俄罗斯圣彼得堡地铁一号线奋勇广场站与森林站区间，运营期曾发生过多次透水事故，造成隧道结构严重破坏、轨道变形、地面沉降。在我国，上海地铁四号线、杭州地铁四号线、福州地铁一号线、佛山地铁二号线等多地多线亦曾出现过透水沉降事件。

隧道防渗漏和普通民众的生命安全密切相关，透水事故给我们隧道工程的建设敲响警钟，隧道防渗漏技术和材料性能的研究需要高度重视。

地下工程渗漏水与材料的使用息息相关，商品混凝土的推广应用，防水混凝土配制原则难以实现;对新型防水材料的性能、作用和应用认识不清;材料质量达不到设计要求;材料选择忽视工程特点等。

作为地下工程的核心部分之一，山岭隧道防水非常重要。隧道漏水不仅会降低混凝土衬砌的耐久性，而且降低隧道内各种设施的功能，恶化隧道内的环境;在寒冷地区，隧道漏水还将使隧道路面冻结，顶部产生冰柱，影响隧道的正常使用。建造不漏水的隧道，成了隧道施工的老课题。

作为地下工程的核心部分之一，山岭隧道防水非常重要。隧道漏水不仅会降低混凝土衬砌的耐久性，而且降低隧道内各种设施的功能，恶化隧道内的环境;在寒冷地区，隧道漏水还将使隧道路面冻结，顶部产生冰柱，影响隧道的正常使用。建造不漏水的隧道，成了隧道施工的老课题。

目前国内外隧道防水技术的使用主要有三种类型，一是从围岩，结构和附加防水层着手以防为主的水密型防水，二是从疏水，泄水着手的以排为主的泄水型或引流自排型防水，三是防排结合的混合型防水。

材料是防水的基础，我国的防水材料通过引进和开发等手段得到了飞速的发展，已形成了由不同基料组成的卷材、涂料和密封材料系列产品，对防水材料进行力学性能测试，对于提高其防水抗渗有重要的价值和意义。

橡胶材料力学性能分析

橡胶止水带的材质是以氯丁橡胶、三元乙丙橡胶为主，其质量稳定、适应能力强，普遍适用于地下工程施工缝防水设防。依据《高分子防水材料 第二部分 止水带》GB 18173.2国家标准提出的，施工时应抽样复检拉伸强度、扯断伸长率和撕裂强度等力学性能指标等项目。

橡胶防水材料试件

某大学材料研究实验室，为了研究和开发更能满足建构筑物防水需求的防水材料，采用新拓三维的XTDIC三维应变变形测量分析系统，对用于施工缝防水的橡胶材料进行力学性能测量，以获取该种橡胶材料物理力学性能的技术性能指标。

本次试验采用2个橡胶材料试件，分别用隧道水压模拟冲涨变形试验和拉伸试验，测量其作为密封材料的拉伸模量、变形和断裂伸长量等力学性能。

实验一：隧道水压模拟冲涨变形试验

制备橡胶试件，喷涂黑白相间的散斑，将试件放入到圆柱装置，通过冲水加压进行冲压实验，新拓三维XTDIC系统相机同步采集各个变形状态数据。

运用新拓三维XTDIC系统，基于网格应变分析、数字图像相关法测量等技术，通过加压装置工作时试件变形的序列视频图像，计算出橡胶试件的位移场和应变场。

实验表明，该橡胶试件在冲胀变形过程中，双向应力均匀扩展，成形性较好，在对橡胶试件进行位移性能、弹性模量分析时，可提供可靠的实验数据借鉴。

实验二：拉伸试验

对试样表面制备散斑，当试验机开始工作时，新拓三维XTDIC系统同步采集，直至试件断裂，停止并完成采集，对采集的图像进行分析计算。

新拓三维XTDIC系统，通过比较每一变形状态测量区域内各点的坐标的变化，得到物面的位移场，进一步计算得到试件物面的位移场和应变场。

本次试验，共测量了2个橡胶试件，精确地获取了试件的拉伸强度、最大伸长率、撕裂强度和弹性性能等，为橡胶材料的力学性能研究、材料的设计和有限元仿真的研究提供可靠的数据支撑，通过不断地研究材料的力学性能，找准材料的工程适用范畴，有助于更好的保证防水效果。

（编辑：核心网）

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