水力传导率是评估GCL防渗有效性的关键

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摘要水力传导率是评估GCL防渗有效性的关键参数,其主要受GCL孔隙结构形态的影响。GCL的孔隙结构包含微孔、中孔和大孔这3种类型。而且,土工布孔隙中常常会混入部分膨润土,这种膨润土的存在形式或许会对土基层和中层膨……

水力传导率是评估GCL防渗有效性的关键参数,其主要受GCL孔隙结构形态的影响。GCL的孔隙结构包含微孔、中孔和大孔这3种类型。而且,土工布孔隙中常常会混入部分膨润土,这种膨润土的存在形式或许会对土基层和中层膨润土颗粒之间的毛细阻渗产生作用。由此可知,GCL的k值主要受到土工布的织法结构以及膨润土颗粒间孔隙性质的影响。

1、GCL土工布织法结构的影响

在相同的粉质砂土基含水率和渗透压条件下,对不同土工布织造结构下GCL水化过程中质量含水率w和表观饱和度Wref随时间的变化规律展开测定。试验参数设定为:粉质砂含水率为16%,表层渗透压2kPa,膨润土粒径30mm ,试验编号分别为GCL1、GCL2。其中,GCL1采用针刺法,让纤维穿过膨润土,使其自然附着于底部土工织物;GCL2则采用黏合法,利用无污染黏合剂将膨润土黏连在两层土工布上。

当含水率为16%、表层渗透压为2kPa时,试验测得GCL1、GCL2水化后的最终质量含水率分别为97%、115%,然而GCL1水化后的表观饱和度(78%)远远高于GCL2的(69%)。这表明在常规粉质土基上,GCL1中土工布结构孔隙较小,水化后的Wref接近80%,对液体的阻隔作用显著优于GCL2,其水力传导率更低。

2、GCL内膨润土颗粒间孔隙的影响

同样是在粉质砂土基上,针对针刺法钠基膨润土防水毯中不同膨润土粒径条件下GCL水化作用进行测试。试验编号GCL3对应的是30mm粒径细颗粒膨润土,试验编号GCL4对应的是10mm粒径粉状膨润土,两个试验均采用相同的土工布织法,且土基含水率为16%、表层渗透压为2kPa。

与GCL3粒状膨润土相比,GCL4粉状膨润土的初始水化速度更快。水化14d后,GCL4的质量含水量为146%,而此时GCL3的质量含水量仅为60%;水化140d后,GCL4含水率下降到125%,GCL3含水率增加到102%。这表明GCL4粉末状膨润土水化过程饱和时质量含水量高于GCL3的。在相同的土基条件下,即便GCL织造结构相同,膨润土的颗粒粗细性质也会对GCL的水力传导率以及最终的平衡状态造成影响,具体表现为膨润土颗粒越细,GCL的水力传导率越低。