土工膜使保障边坡工程稳定的核心控制
土工膜凭借低渗透特性、优良的环境适应性与变形协调能力，被广泛应用于面板堆石坝、尾矿库、垃圾填埋场等水利与环保工程，是工程防渗体系的核心功能材料。土工布一般作为保护层与土工膜紧密贴合，大量应用于各类工程边坡铺面结构。在实际施工过程中，土工膜与土工布的大面积铺设工期较长，材料在施工阶段会长时间暴露于日光与大气环境中。紫外辐射引发的材料性能衰减直接决定土工合成材料的长期服役稳定性，是其耐久性设计必须考量的关键因素。目前，由于现场实测数据不足、材料紫外老化机理研究尚不充分，行业内针对土工合成材料的耐久性设计准则仍不够明确，缺乏系统完善的设计依据。
国内外学者围绕土工合成材料老化问题开展了大量研究，Rowe等人结合材料实际服役环境，探究了土工膜与土工布的老化速率及服役寿命演变规律，现有寿命评估多以材料内部抗氧化剂消耗水平或抗拉强度折减程度作为核心判定指标。相较于国际研究水平，我国针对复杂环境下土工合成材料老化行为的研究起步较晚、整体相对滞后，且国内现有研究多集中关注材料抗拉性能的劣化特征。然而在填埋场等实际工程场景中，土工合成材料的服役安全并非仅由抗拉性能控制，老化作用下材料界面剪切特性的演化规律，对边坡整体滑移稳定性起到更为关键的控制作用。
土工膜是保障边坡工程整体稳定的核心控制性材料，其与土工布形成的复合界面剪切强度，自20世纪90年代以来，两类材料的界面剪切力学特性一直是岩土工程领域的重点研究方向。已有研究证实，大尺寸直剪试验能够较好还原工程滑坡发生时的实际应力状态，是开展土工合成材料界面剪切特性研究的可靠试验方法。因此，系统探究紫外光老化后土工膜与土工布的界面剪切性能演化规律，可有效完善我国土工合成材料耐久性设计理论与技术体系，对提升相关工程的长期服役安全性具有重要现实意义。
本次紫外光老化试验采用南昌大学与济南科岩试验仪器有限公司联合研制的大尺寸紫外光老化模型试验箱（图2），试验方案严格遵循ASTM G154—23《材料辐照用荧光紫外线（UV）灯装置操作标准规范》、GB/T 16422.3—2022《塑料实验室光源暴露试验方法》以及GB/T 31899—2015《纺织品耐候性试验紫外光曝晒》中的相关技术要求。该设备可同时对多块大面积试样（155 cm×115 cm）开展同步紫外老化试验，试验光源采用40W UVA-340型荧光紫外灯管，设定紫外辐照强度为0.89 W/m²。
试验采用曝晒与冷凝交替的循环老化工况：先在黑板温度60 ℃条件下持续紫外曝晒8 h，再切换至黑板温度50 ℃条件下冷凝养护4 h，以此循环进行老化试验。鉴于土工布的抗紫外老化性能显著弱于土工膜，本次试验对两种材料设置差异化的老化时长与取样周期：土工布最大老化时长为40 d，每10 d取样一次；土工膜最大老化时长为80 d，每20 d取样一次，完成试样采集与后续测试。
