土工膜的原材料是高分子聚合物，这种物质是链节结构，它对氧化（老化）十分敏感，容易发生降解反应和交换反应，引起其组成、结构的变化逐渐失去原有的优良性能，最后丧失其使用价值，这种现象叫做老化。老化是一种不可逆现象，其变化为：（1）外观变化，如变色、发粘、变软或变硬、龟裂、变形等；（2）物理化学性能的变化，如比重、导热系数、玻璃化温度、熔点、溶解度、耐热性及透水性的变化；（3）力学性能的变化，如抗拉强度、伸长率、耐磨损、硬度的变化；（4）电性能的变化，如表面电阻、介电常数及击穿强度等的变化。

高分子聚合物的老化，一方面是由于受到外界因素的影响，另一方面是它自身内在的弱点，两者相辅相成。老化的内在因素主要表现是高聚物化学结构、链结构和物理结构上的弱点：（1）化学结构上的弱点，主要是一些高聚物原子间的内在结合力不好，与原子结合的不牢固，或一些基因、链受到外界因素的作用而引起老化；（2）链结构上包括分子量、分子量分布和聚合度等；（3）物理结构上主要是聚合物的结晶度，结晶度大的聚合物有较好的热稳定性；（4）影响材料耐久性的还有物理因素、化学与生物侵蚀、干湿作用、冻能变化和机械度等。老化的外界因素，如物理因素，包括光、热、电和高能辐射等，其中主要的是光和热，太阳光的紫外线会引起高分子聚合物的光化学反应，使高分子产生断链或交联，分子量下降而老化。热会使高分子材料发生分解或热氧化反应，引起或促进老化。化学因素，包括氧、臭氧、水（湿气）、化学介质（酸、碱、盐雾等）、腐蚀性气体（NH3、HCL、SO2等）等，其中氧的因素较为主要。生物因素，微生物主要是霉菌；昆虫和海洋吸附生物的作用。在上述外界因素中，以日照紫外线的影响最重要。

土工膜或复合土工膜用于堤坝防渗工程，除上述一般优点外，在力学上它还能够改善堤坝本身的结构性能。

（1）复合土工膜对堤坝应力的影响。在土体压缩变形时，复合土工膜由于是柔性材料蜷曲在堤坝内，当坝体承受拉应力时，由于它有较高的抗拉强度，故可承担土体的部分拉应力，从而抑制土体的应变。

（2）复合土工膜对堤坝竖向沉降的影响。当考虑复合土工膜与心墙间相对滑移时，坝体竖向沉降类同于未铺设复合土工膜的沉降等值线分布，其最大沉降量略小些，在复合土工膜处的等值线不连续。

（3）复合土工膜对堤坝水平位移的影响。复合土工膜采用接触单元模式，由于考虑相对滑移则上游坝壳向上游位移，比不设复合土工膜时位移要大。当复合土工膜采用线单元模式时，其上游坝壳的位移明显减小，增加了复合土工膜处的水平位移量，说明复合土工膜抗拉强度起着一定的抑制作用。

（4）渗流场的改变对应力的影响。对于具有渗流条件的堤坝，存在着体积渗透力，铺设复合土工膜后堤坝内渗流场发生了变化，坝体内应力应变随之发生变化，引起应力的重新调整，使小主应力有较大改变，而大主应力变化较小。总之，复合土工膜是一种柔性防渗材料，它与砾质粘土心墙做组合防渗体时，由于其具有较高的抗拉强度，抑制了土体的应变，从而使土体各部位的应力有所调整。另一方面，复合土工膜的渗透系数相当小，可消刹作用水头，使坝体内的自由水面降低甚多，渗流量减小，有利于下游坝坡的稳定。

选用单膜还是复合土工膜主要是从复合土工膜的作用和经济性两个方面综合考虑来选定。复合土工膜的一个作用是可以增加与土料之间的摩擦系数，第二个作用是保护土工膜不受运输和施工过程中外力的损害。复合土工膜的力学性能比单一膜有很大提高，其破坏应变虽不如单膜大，但仍远大于土体的破坏应变，因而有较强的适应各种情况的能力。复合土工膜的强度和防渗性能要优于单一膜和土工织物两者叠加的性能，其优良的程度与膜和织物之间复合的紧密程度密切相关，因此复合土工膜的设计不能简单地参照膜和织物个别的性能指标直接套用。第三个作用是复合土工膜具有反滤排水功能。由于土工膜不可避免地总会有一些缺陷发生渗水，此时膜一侧的土工织物能够起到反滤排水作用，从而维护了保护层的稳定。如复合土工膜是铺设在透水性弱的堤坝临水面，则膜下的土工织物可以迅速消除库水位骤降时在膜后形成的孔隙水应力，避免土工膜被水应力顶起的危险。

我国的堤坝建设心墙式垂直防渗大多采用单膜或多层单膜，斜墙式临水面铺设的土工膜大多采用复合土工膜。从已采用单膜的堤坝防渗效果以及SL/T225-98规范中对土工膜类型的规定看，单膜对低水头的小型水库防渗效果良好，仍然是一种具有竞争力的膜材。但在经济允许的条件下，复合土工膜有着更为优越的工程特性。