膨润土防水毯破损也是膨润土防水毯渗透系数变化的重要因素

近年来城市地下工程建设迅猛发展,导致地下水位大幅下降,水资源短缺现象日趋严重。湖泊防渗能有效抑制地表水渗漏,有助于缓解水资源供需紧张的状况。

传统湖泊防渗主要采用水泥混凝土、土工膜、压实黏土衬垫等防渗技术。水泥混凝土与土工膜形成的防渗体虽然具有较为理想的抗渗效果,但阻碍了湖泊水体与湖底的物质交换,易引起水质恶化,危害了湖泊生态功能。而黏土衬垫的抗渗能力往往达不到预期效果。因此,寻求防渗效果佳又有利于生态环境的湖泊防渗材料成为本领域的当务之急。

土工复合膨润土防水毯作为一种将膨润土颗粒夹封在两层土工织物之间,通过针刺、粘结等工艺制成的新型防渗材料。相较于土工膜和压实黏土衬垫等防渗材料,膨润土防水毯具有渗透系数低、自愈能力强、生态环保等特点,常被用于建造垃圾填埋场、渠道、湖泊工程的底部防渗层。

在各种因素影响下膨润土防水毯的防渗性能展开了大量研究。除膨润土防水毯自身性质、渗滤液特征外,膨润土防水毯破损也是膨润土防水毯渗透系数变化的重要因素。

利用柔性壁渗透仪对破损和原始状态下的膨润土防水毯进行渗透试验,发现当破损直径小于30mm,孔洞能自我愈合,破损试样的渗透系数略微增大。对破损孔洞直径大小为2.5mm,4.5mm膨润土垫进行三轴透水试验,当破损孔径大小为2.5mm时,相比原始膨润土防水毯试样,其渗透系数变化较小,当膨润土防水毯破损孔径增大至4.5mm,渗透系数增至10-7cm/s。

不同破损孔径对膨润土防水毯渗透性的影响,发现当孔径大于10mm时,其渗透系数较未破损的试样的渗透系数增大了约两个数量级。通过渗流试验发现,当破损孔径小于10mm,膨润土防水毯渗透系数变化不明显。膨润土防水毯破损孔洞大小对膨润土防水毯渗透系数有明显影响。在实际工程中,植物根系是造成膨润土防水毯破损的重要原因。在湖泊防渗工程中,湖泊生态环境较为复杂,为了生态效果和净化水质,常在湖泊种植水生植物。

水生植物生长过程中其根系会穿透底部防渗层而影响膨润土防水毯的防渗效果,特别植物根系枯萎后对膨润土防水毯防渗性能的影响,中外研究甚少。因此,现通过室外模型试验模拟水生植物在膨润土防水毯中的生长,取样进行室内渗透试验,研究水生植物根系穿透率、根系状态和根系种类对膨润土防水毯渗透性能的影响规律,以期为完善膨润土防水毯性能研究提供参考。

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