土工膜的應力松弛
蠕變是指受力變形物體在應力保持不變的條件下，
土工膜材料變形隨時間延續而增長的特性。松弛是受力變形物體在應變保持不變的條件下應力消失的現象，是由
于貯存在變形物體中的彈性能量以轉化為熱能的方式逐漸消失而引起的。盡管從物理的角度分析認為，蠕變過程會引起應力松弛過程，應力松弛過程也會引起蠕
變過程，但他們往往被看做是兩個分開且相互獨立的過程。物理流變學認為，蠕變和松弛是材料長期力學性質的兩種理想化的力學概念，實質上它們為同一物理
力學機制所控制。比如，恒定應力作用下的蠕變和很頂應變條件下的應力松弛在宏觀上的區別是:蠕變過程有外界力源的能量消耗，它只是由于材料結構弱化而
引起的內部應力降低，弱化過程伴隨的內摩擦對能量的消耗以材料初始累積的變形能力為代價。
應力松弛與蠕變是一個問題的兩個方面，本質上都是松弛時間不同的各種運動單元對外界應力的響應陸續表現出來的結果，是比較緩慢的鏈段運動所導致的
分子間相互位置的調整。當試件被突加一個初始形變時，試件將產生瞬時彈性形變，而此彈性形變是那些跟得上外力作用的運動單元(主要指鍵長和鍵角，也包
括一些小鏈段)的運動所產生的。此時，由于分子是被迫伸展的，分子內部產生山東大學碩士學位論文了內應力，所以高分子處于不平衡態。為了達到新的平衡態，高分子的運動單元
必須順外力方向運動以減少或消除內應力。隨時間的推移，松弛時間較長的運動單元一鏈段逐漸開始運動，經過鏈段的熱運動，分子的纏結點逐漸解開，這些
運動勢必對形變做出貢獻，使初始的彈性形變逐漸回復，但因總的形變保持不變，因而
土工膜所需應力逐漸減少，如果試件是線性高聚物，則由于它能通過分子鏈間的滑
移產生流動變形，在維持總形變不變時，隨粘性流動的發展，彈性形變所占的比例越來越小，當總的形變全部由塑性流動形變貢獻時，每個分子鏈的構象完全以
平衡態來適應試件所具有的形變時，彈性形變全部消失，應力衰減至零。對于交聯高聚物，由于它不可能產生塑性流動變形，總的形變只能由彈性形變維持。不過，在初始時刻，普彈形變對應力的貢獻較大，隨后，隨高彈形變的發展，普彈形變量減少，應力逐漸衰減。但是
土工膜維持一定的彈性形變總是需要一定的應力，交聯高聚物的應力不可能衰減至零。www.dumiyu.com
