水化液体对土工织物粘土垫层水力特性的影响

1、    水化液体对土工织物粘土垫层水力特性的影响            作者：Hsin Yu Sh时间：2007-11-25 12:08:00                     摘要：土工织物粘土垫层的工程特性与孔隙液体的化学性质有着

2、密切的关系。在垫层或填埋系统的应用，补救现场履盖系统的应用，以及二次污染系统中的应用，似乎可渗透多种液体。在这项研究中，将样品水化，并由不同的液体渗透。从而可以确定出样品的水力传导率。结果示出，的水力传导率均受水化作用和渗透液体的化学性质控制。另外，即使仅由水状液体水化，而非饮用水，其仍然可以减缓渗滤作用。 关键词：土工织物粘土垫层 导水率 应力强度 孔液体  1序言土工织物粘土垫层（）已经被广泛地用于填埋中的隔水层，污染场地的补救，以及次生污染系统。在复合材料垫层中，可被辅设在土工膜下方，或在其它情况中，作为一种单独的垫层。虽然具有较低的水力渗透率，这是公认的，但在一些情况中，将不

3、得不限制液体的流动（指非饮用水）。例如，一些填埋物可能位于靠近海岸线处，因为寻找合适的位置，已经成为非常困难的事情。在这种情况下，使用垫层在沥滤渗透之前可能与海水接触。其它可能发生的情况是，在重工业区或邻近重工业区，酸雨是主要的环境影响之一。对于这些区域的填埋，酸雨水可能是水化液体。更进一步讲，在覆盖物中可能易遭受酸雨的长期渗透作用。 的水力传导率有这样几项观察孔液对工程特性影响的研究。大多数的观察集中在水力传导率的变化上。例如，有人已经做过用各种化学溶液，包括天然的或人造填埋物的沥出液渗入样品的试验。阳离子、电解质、渗透常数和水化液对中膨润土的水力传导率具有很强的影响。通过渗透一个自来水水化

4、液样本，用 溶液，作用于应力下，样品的水力传导率增加近倍。试验由格力森等人完成，结果示出，当渗透物由自来水转换为 溶液时，压实的砂性膨润土混合物水力传导率增加了约倍，另外，在描述安装现场时提到，此膨润土中的钠被石灰岩表层滤去的钙置换，引起了水力传导率的大量增加。由试验中可以看出，控制让其能阻止化学溶液渗漏的最重要因素是水化液体。当一个样品先于其它的渗透液水化，的水力传导率仍然非常低（在 范围内）。另外，的渗透作用与实际的冲洗液造成较低的水力传导率（ 1）。从而得出结论，由于实际的冲洗液包含数量大约相等的单价和多价的阳离子，单价阳离子可抵销多价阳离子的影响。试验结果示出，样品用蒸馏水预先水化，当

5、的浓度，从增加到时，的水力传导率增加近个数量级，由于孔隙率的增高，其水力传导率有所增加。由于浓度接近孔隙率全部作用的相同级别，造成水力传导率的增加。对比一下，用溶液预先水化的样品，当浓度从增加到时，的水力传导率增加近的数量级。结论是直接滤过的溶液相对初始滤过蒸馏水而言，吸附层厚度比孔隙率的影响更大。在盐浓度增加时对针穿孔的水力传导率的作用进行了研究。研究人员发现，的水力传导率随的浓度而增加，不管是否渗透蒸馏水或是直接渗透溶液。结果表明，盐溶液浓度增加可收缩吸附层并显著增加水力传导率，甚至当渗液仅包括单价阳离子时。用各种溶液对进行膨胀试验和水力传导率试验。试验结果指出，渗透的溶液包括二价的，三价

6、的阳离子具有较高的水力传导率和较低的自由膨胀率（与渗透单价溶液或消离子水比较）。另外，也推断出，当值非常低（）或非常高（）时，才影响的膨胀和水力传导率。对渗透不标准液的水力传导率作用因素试验进行了讨论。试验结果表明，不标准液包括单价阳离子的高浓度和低浓度的多价阳离子，可以导致水力传导率的显著增加，试验提供充分的时间进程，以使吸附的阳离子进行交换。在化学平衡之前，水力传导率（包括预水化的）的试验结束，可能导致测得的水力传导率不代表化学平衡时的水力传导率，而可能是很低的。进一步讲，还进行了其中包括非水液体渗透的研究。土地管理部门采用汽油、柴油和煤预先水化渗透。结果示出在有效压力作用下，样品的水力传

7、导率低于× 。还发现，当被有机液体和化学溶液渗透时，水化作用的的水力传导率没有看出有显著的增加。对乙醇浓度对针穿孔的水力传导率的作用进行了研究。乙醇浓度时，水力传导率是下降的，反之，当乙醇浓度高于时，水力传导率逐渐增加。这种情况可解释为受到吸附层的厚度和粘滞度作用的影响。 试验程序为了估算填埋中的性能，或海岸区和酸雨区次生污染防治设备的性能，实施了一系列渗透试验。通过水化渗透液体的类型和它们应用的效果进行选择。另外，在中，膨润土的自由膨胀试验采用同样的液体排列组合进行，有助于估价水力传导率试验的结果。. 土工织物粘土垫层在这项研究中的应用指定名称为和。接下来的描述是以工厂制造加工提供

8、的信息为基础。包括非纺织针刺土工织物，这种土工织物是针再一次通过膨润土层刺入有纺的缝膜土工织物。膨润土含量为。“干性”膨润土的水份含量在中约为。在中，的膨润土粘合在两织物之间，上面的一层是有纺的土工织物，下面一层是稀松有纺土工织物。两种的厚度在干燥情况下约为。.水化作用和渗透液体水化液和渗透液的选择包括自来水、酸性水、海水、淋洗液和汽油。这些液体的选择特性列于表。<">酸性水是在电离蒸馏水中加入了盐酸。值调整到.，这个值是相对于大多数酸雨的值。应该注意，在某些范围内，遭受了相当严重的工业污染后，雨水的值甚至可以低于.。从直埋物附近的海滨提取海水，从同一直埋物处理厂抽取冲洗液的样品，冲洗液各种主要指标的浓度列于表。<">2.3 试验设备和程序为了获得膨润土对试验液体的反应，进行了一系列自由膨胀试验。试验按照 标准，除了膨润土允许在某些液体中膨胀以外。对于每一种试验，把烘干的膨润土放进圆柱型量筒内，加水化液体。大约小时后，对膨润土体积进行量测。.水力传导率试验进行水力传导率试验的样品直径为.（.）。试验的用柔性壁渗透仪按照 标准程序进行。）渗透的接口设备用做渗透液容器。样品被水化并