随着防渗技术的发展,白色土工膜防渗技术常用于国内外废水池或蒸发池,白色土工膜或白色土工膜和其他土工合成材料用作防渗屏障。因此,防渗结构的性能研究对于控制废水池或蒸发池的渗水意义重大。传统防渗结构的止水层常采用高密度聚乙烯(High Density Polyethylene⁃ene,简称HDPE)白色土工膜,具有耐久性好、渗透性低等优点。土工合成膨润土垫(Geosyn⁃Thetic Clay Liner(简称GCL)也是一种常用的阻隔材料,主要优点是透水性小,可以提高在高渗透系数的前提下,可承受较强的可塑性,常被用作白色土工膜的底衬
[1]. GCL具有很强的自愈能力力量
[2-3],当GCL出现小的穿孔或缺陷时,GCL中的钠基膨润土能有效的自行闭合
[4], 因此
使样品的水力传导率在破坏后不会发生明显变化。即使当缺陷直径达到 30 mm 时,GCL 中的膨润土也是缺陷也可以在很短的时间内(15 天)得到完全修复
[5]. GCL也能承受
因地面沉降、张拉裂缝等引起的变形破坏
[6-7]
.然而,GCL 在完全水化之前往往会导水,并且内置的膨润土可与溶液进行离子交换,从而产生更高的渗透性
[5].制造和施工过程中的缺陷是HDPE土工膜渗漏的主要原因,其中施工损坏约占97% [8].影响复合白色土工膜防渗层渗漏的因素很多,主要有
[9-10]:
(1) 白色土工膜的种类及厚度;
(2)白色土工膜缺陷孔直径的大小和形状;
(3)白色土工膜上的覆盖层;
(4)白色土工膜底衬的性质;
(5)白色土工膜与底衬的接触
(6)白色土工膜上压头大小。
为了对比分析白色土工膜下铺设GCL的效果,试验中设置了白色土工膜和白色土工膜+GCL两种防渗结构。在白色土工膜是 1.5 毫米厚的 HDPE 膜。为了分析 GCL 水合作用的效果,GCL水化和非水化工况如表1所示,受试验时间限制,试验中GCL水化工况为将GCL置于设计位置静置后加水使GCL饱和,待GCL完全饱和后静置24h。铺设GCL时,上部一般需铺设一层给定厚度的土壤压力。在废液蒸发池白色土工膜+GCL防渗结构中,一般采用GCL作为白色土工膜的底衬[1],地球在薄膜上面铺上一定厚度的保护层。本次试验的主要目的是研究防渗结构的渗漏特性,以避免保护层试验时,白色土工膜上方不设置保护层,直接施加规定的水头。为了模拟各种条件下的缺陷泄漏值,本次试验考虑了2.8mm、5mm和10mm三种缺陷孔径。为对比研究不同条件引起的缺陷孔径大小对防渗结构性能的影响。以及水合和非水合条件
GCL也分别设置了开通和不开通两种情况(见表1)。 GCL 开口代表白色土工膜和 GCL 中的缺陷。不开口意味着只有白色土工膜有缺陷,而GCL完好无损,相当于单层GCL起到了防渗的主要作用。这种情况主要用于在GCL作为主要防渗条件下分析了GCL水化作用对渗流的影响,从而表明水化作用。白色土工膜+协鑫在防渗结构的实际施工和运行中,GCL与土工膜缺陷位置的重叠比较少见,受下垫层影响,施工
受偶然因素的影响,GCL和白色土工膜往往会受到不利因素的影响,存在自身的缺陷。实际使用过程中GCL与白色土工膜缺陷的距离分布难以确定,受测试仪器口径限制也难以在实验室模拟两个缺陷位置之间的距离。因此,在试验过程中,针对白色土工膜和GCL同时存在缺陷的工况,采用两者的缺陷。ba在重叠位置的情况下,这种情况下的缺陷泄漏量将大于非重叠缺陷位置的缺陷泄漏量,这可以看作是泄漏量的上限。