土工膜的应力松弛
蠕变是指受力变形物体在应力保持不变的条件下，土工膜材料变形随时间延续而增长的特性。松弛是受力变形物体在应变保持不变的条件下应力消失的现象，是由
于贮存在变形物体中的弹性能量以转化为热能的方式逐渐消失而引起的。尽管从物理的角度分析认为，蠕变过程会引起应力松弛过程，应力松弛过程也会引起蠕
变过程，但他们往往被看做是两个分开且相互独立的过程。物理流变学认为，蠕变和松弛是材料长期力学性质的两种理想化的力学概念，实质上它们为同一物理
力学机制所控制。比如，恒定应力作用下的蠕变和很顶应变条件下的应力松弛在宏观上的区别是:蠕变过程有外界力源的能量消耗，它只是由于材料结构弱化而
引起的内部应力降低，弱化过程伴随的内摩擦对能量的消耗以材料初始累积的变形能力为代价。

应力松弛与蠕变是一个问题的两个方面，本质上都是松弛时间不同的各种运动单元对外界应力的响应陆续表现出来的结果，是比较缓慢的链段运动所导致的
分子间相互位置的调整。当试件被突加一个初始形变时，试件将产生瞬时弹性形变，而此弹性形变是那些跟得上外力作用的运动单元(主要指键长和键角，也包
括一些小链段)的运动所产生的。此时，由于分子是被迫伸展的，分子内部产生山东大学硕士学位论文了内应力，所以高分子处于不平衡态。为了达到新的平衡态，高分子的运动单元
必须顺外力方向运动以减少或消除内应力。随时间的推移，松弛时间较长的运动单元一链段逐渐开始运动，经过链段的热运动，分子的缠结点逐渐解开，这些
运动势必对形变做出贡献，使初始的弹性形变逐渐回复，但因总的形变保持不变，因而土工膜所需应力逐渐减少，如果试件是线性高聚物，则由于它能通过分子链间的滑
移产生流动变形，在维持总形变不变时，随粘性流动的发展，弹性形变所占的比例越来越小，当总的形变全部由塑性流动形变贡献时，每个分子链的构象完全以
平衡态来适应试件所具有的形变时，弹性形变全部消失，应力衰减至零。对于交联高聚物，由于它不可能产生塑性流动变形，总的形变只能由弹性形变维持。不过，在初始时刻，普弹形变对应力的贡献较大，随后，随高弹形变的发展，普弹形变量减少，应力逐渐衰减。但是土工膜维持一定的弹性形变总是需要一定的应力，交联高聚物的应力不可能衰减至零。www.dumiyu.com