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冻融循环对GCL渗透特性的影响

2020-07-17刘志彬张书建

东北大学学报(自然科学版) 2020年7期

刘志彬, 刘 锋, 张书建, 白 梅

(1.东南大学 交通学院, 江苏 南京 211189; 2.吉林省高等级公路建设局, 吉林 长春 130062)

土工复合膨润土垫(geosynthetic clay liner,GCL)作为一种新型防渗材料,相比传统防渗材料,具有很强的抗冻融、干湿性能,因此在我国北部以及其他寒旱地区具有很好的环境适应能力,例如可以用于寒旱地区河渠以及垃圾填埋场防渗工程中[1-2].

国内外论文中对GCL在冻融循环作用下渗透系数的分析普遍认为,冻融作用对材料防渗性能影响较小.Hewitt等[3]对经历了3次冻融循环的GCL材料进行了柔性壁渗透测试,结果表明在经历3次冻融循环后,GCL的渗透性没有发生显著变化.Rowe等[4]利用水和航空煤油对GCL进行水化并进行冻融循环试验,发现航空煤油水化的GCL渗透系数比水化冻融后的渗透系数小一个数量级,且冻融循环次数的增加对GCL渗透系数影响较小.Makusa等[5]模拟北美极端气候对GCL材料进行了20次冻融循环后发现其渗透系数未发生明显改变.

但上述研究通常建立在冻融次数较少(≤30次)的试验基础上,且现阶段关于GCL的研究集中于垃圾填埋场以及河道沟渠的防渗性能研究,对经历长期冻融作用后GCL防渗性能的研究相对较少.另外,国外GCL中的膨润土以钠基膨润土为主,而国内膨润土以改性钙基膨润土为主,因此国外试验结果的适用性值得考量.本文结合国内外对GCL防渗性能的研究现状,通过试验对GCL经历长期冻融循环作用后的防渗性能进行研究,通过测定渗透系数和自由膨胀率……

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