寬級配礫質(zhì)土作為垃圾填埋場GCLs防滲襯墊保護(hù)層的保水性能研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟發(fā)展與社會進(jìn)步，防滲技術(shù)也在不斷創(chuàng)新，土工織物膨潤土墊(GCLs)等土工復(fù)合防滲材料以其防滲效果好、易施工等特點已逐漸被推廣應(yīng)用。將GCLs單獨應(yīng)用于垃圾填埋場防滲工程中時存在著諸多缺陷，故規(guī)范中要求采用一定厚度的粘土作為GCLs/GM防滲襯墊的保護(hù)層，以彌補其不足。然而，粘土材料也存在著資源匱乏、易受干-濕循環(huán)影響產(chǎn)生開裂以及抗剪強度低等問題。
　　已有的國內(nèi)外研究成果顯示，水化后的GCLs氣體與液體防滲性能優(yōu)越且干-濕

2、循環(huán)作用對GCLs的防滲性能影響非常顯著。眾所周知，西北干旱-半干旱地區(qū)的垃圾填埋場覆蓋層長期處于干-濕與凍-融交替循環(huán)的特殊環(huán)境中，處于干燥狀態(tài)的GCLs其滲透系數(shù)會迅速遞增，而處于飽水狀態(tài)的GCLs其防滲能好但抗剪強度低。鑒于此，本文采用寬級配礫質(zhì)土代替粘土作為垃圾填埋場GCLs/GM防滲襯墊的保護(hù)層，探索利用其抗剪強度高、保水性能好、壓實后滲透系數(shù)可以滿足規(guī)范要求的特點，以改善GCLs工作性狀。
　　在整理并總結(jié)國內(nèi)外已有研

3、究成果的基礎(chǔ)上，主要進(jìn)行了以填埋場復(fù)合防滲系統(tǒng)為背景的作為GCLs保護(hù)層的寬級配礫石土的保水性能界定;利用大尺寸剪切設(shè)備測定了寬級配礫質(zhì)土的抗剪強度;采用人工土柱模擬取自當(dāng)?shù)亟?jīng)人工調(diào)配的寬級配礫石土樣的蒸發(fā)規(guī)律;采用壓力膜儀法測定了干-濕循環(huán)后土壤水分特征曲線;采用理論公式計算了非飽和寬級配礫石土的滲透系數(shù)等一系列定量的試驗與理論研究工作。并將所得的寬級配礫質(zhì)土相關(guān)研究結(jié)果與有關(guān)文獻(xiàn)中粘性土的研究成果進(jìn)行了對比分析。研究表明:
　

4、　(1)寬級配礫質(zhì)土抗剪強度良好，內(nèi)摩擦角29°，粘聚力為11.94kPa，強度明顯優(yōu)于典型壓實粘土。
　　(2)作為GCLs保護(hù)層的土料應(yīng)具有該特定條件下的三個典型特征，即:①容易使得天然降水入滲;②擁有較高的儲水能力并且容易被GCLs利用;③水分不易在強烈的地表蒸發(fā)力下散失。
　　(3)通過人工土柱模擬蒸發(fā)的方法，探討了壓實寬級配礫質(zhì)土不同初始含水率、不同時間的蒸發(fā)規(guī)律，隨著深度的增加土壤蒸發(fā)速率減緩，隨著試驗時間增長，

5、土壤各層含水率都有所降低。依據(jù)土柱剖面含水率的差異大小將土壤深度分為三個區(qū)間，即:①0-10cm為失水劇烈區(qū)間，層間含水率差異極大;②10-20cm為失水強烈區(qū)間，層間含水率差異減小;③大于20cm為整體失水區(qū)間，土層間的含水率差異不明顯。
　　(4)利用壓力膜儀測定了0-3次干-濕循環(huán)后寬級配礫質(zhì)土的脫濕土壤水分特征曲線，隨著干-濕循環(huán)的進(jìn)行，寬級配礫質(zhì)土在低吸力下開始快速失水，400kPa時含水率逐漸減小，降幅縮小。采用Fre