的不透水构材皂土-GCL

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1、皂土皂土-G-GCCLL的不透水構材的不透水構材ó皂土的來源ó皂土的成份ó皂土的特性ó皂土的工程性質ó皂土的用途皂土的定義皂土的定義<<<>>>ó因為在RockCreek,Wyoming的FortBentonFormation有此類土壤得其名óBentonite不是一種礦物的名稱óBentonite和Montmorillonite,Smectite都不同óBentonite主要成份為Montmorilloniteó皂土因沉積環境和風化過程的影響造成性質的差異皂土的來源皂土的來源ó火山噴發出之火山灰ó

2、白堊紀沉降於美國西部海洋環境鹹水湖中經風化後形成鈉皂土ó第三紀沉降於淡水環境中經風化後形成鈣皂土皂土的成份皂土的成份ó蒙脫土-Montmorrilonite皂土的蒙脫土含量從60%-90%以上ó鈉皂土-Na-Bentoniteó鈣皂土-Ca-Bentoniteó皂土中可攙入添加劑(特別是聚合物)黏土的構造黏土的構造高嶺土(Kaolinite)-1:1無膨脹性礦物oG7.2AGG黏土的構造黏土的構造依利土(Illite)-2:1無膨脹性礦物o10AGKKKKG黏土的構造黏土的構造蒙脫土(Montmorillonite)-2:1膨脹性礦物G水

3、分子會變化陽離子G水是極性分子O2-105deg.H+H+水和陽離子會聚集成群陽離子NaNa++與與CaCa++++的意義的意義óCa++Smectite層間距離約10-20AóNa+Smectite層間距離理論上可以無限大，但實際上通常在20-4000Aó因為Na+Smectite層間吸水力較強，故其具較高含水比、較大脹縮潛能、導水度較低NaNa++與與CaCa++++的意義的意義LL(%)PI(%)++++++NaCaNaCaGrim(1948)70012460352Mesri&Olson880200-52(1970)Eykholt(

4、1988)59012355385Gleason(1993)60312456798NaNa++與與CaCa++++的意義的意義ó可變異性ó可逆性ó主宰了皂土的物理、化學及工程性質皂土的物理特性皂土的物理特性ó顆粒細微ó比表面積大(SpecificSurface)ó蜿延度大(Tortuosity)ó遇水吸水膨脹皂土的化學特性皂土的化學特性ó比表面積大(SpecificSurface)ó表面電荷強(SurfaceCharge)ó豐厚的擴散雙層(DiffuseDoubleLayer)ó高陽離子交換能力(CationExchangeCapacity

5、,CEC)ó鹼性ó遇水吸水膨脹皂土的工程性質皂土的工程性質ó高塑性ó導水度低ó剪力強度低ó體積應變模數大ó遇水膨脹皂土的開採皂土的開採ó通常以露天礦場開採ó若皂土溼潤，採薄層並將之晾乾ó在含水量高時用轉窯烘乾ó有時再加以壓碎或磨成粉末ó加進添加劑(蘇打粉或聚合物)以提高吸水和膨脹力或製造抗污染皂土ó包裝-鐵路槽車、2000lb大包、100lb小包皂土品質試驗皂土品質試驗ó含水量ó粒徑分佈ó礦物成份(X-ray繞射)ó陽離子交換能力(CEC)ó板片吸水試驗(PlateWaterAbsorption)ó自由膨脹試驗皂土品質試驗皂土品質試驗ó改

6、良自由膨脹指標(FreeSwellIndex)試驗ó膨脹壓力試驗ó膠凝物成份(ColliodContent)ó阿太堡試驗(液限、塑限)ó過濾損耗(FiltrateLoss)皂土的膨脹性皂土的膨脹性ó皂土的自由膨脹(Grim,1962):ó1400-1600%Na-Bentoniteó125%Ca-Bentonite膨脹膨脹壓力(SwellPressure)壓應力壓縮皂土的導水度皂土的導水度ó導水度極小-1x10-8cm/sec以下ó導水度隨有效應力增加而減小程度高ó導水度受到滲流液體影響大ó導水度受到初始水化液體影響皂土的剪力強度皂土的剪

7、力強度Olson(1974):摩擦角(deg.)正向應力Ca-Na-範圍(psi)SmectiteSmectite10psi18870psi93特殊性質特殊性質ó自我修補-Self-Sealing皂土品質試驗程序皂土品質試驗程序含水量(ASTMD2216)ó於攝氏110度下隔夜烘乾ó含水比=(水質量/乾固體質量)x100%ó吸附含水量(HygroscopicWaterContent)是乾土的含水量()≠0粒徑分佈(ASTMD422)ó乾土壤之篩分析皂土品質試驗程序皂土品質試驗程序礦物組成分析(X-Ray繞射)ó投射之X-Ray繞射得出原子

8、平面間距的資訊ó不同的礦物其原子板間的距離相異−高嶺土:7.2A與乾燥狀況或孔隙液體無關−伊利土:10A與乾燥狀況或孔隙液體無關−Smectite:烘乾後10A,氣乾後12-15A,在(Eth