膨润土改性黏土中裂隙扩展规律的试验研究.pdf

《膨润土改性黏土中裂隙扩展规律的试验研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第44卷第1期人民长江V01．44．NO．12013年1月YangtzeRiverJan．，2013文章编号：1001—4179(2013)01—0086—04膨润土改性黏土中裂隙扩展规律的试验研究何俊，王宇(湖北工业大学土木工程与建筑学院，湖北武汉430068)摘要：作为垃圾填埋场防渗系统中常用的改性材料，膨润土可能对压实黏土中裂隙的形成产生重要影响，从而影响衬垫的防渗性能。为此，对膨润土改性黏土和天然黏土在干湿循环条件下裂隙扩展规律进行研究。结果表明，较宽的裂隙在湿化后不能完全愈合，干湿循环使土样产生了不可逆的变化。改性黏土在首次脱湿的裂隙面积率、长度比约为天然黏土

2、的3倍和2倍，二次脱湿的裂隙面积率、长度比约为天然黏土的4倍和3．7倍。改性黏土二次裂隙的面积率、长度比约为一次裂隙的1．6倍和1．8倍。膨润土和干湿循环次数对裂隙宽度的影响相对较小。关键词：干燥；湿化；裂隙；膨润土改性黏土；垃圾填埋场中图法分类号：P642文献标志码：A压实黏土是垃圾填埋场底部和顶部常用的防渗材改性黏土和天然黏土中裂隙的扩展规律进行对比研料，能够较为有效地防止垃圾填埋场对周围环境的二究，为后续研究裂隙衬垫的防渗性能打下基础。次污染。《生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规1试验方案和图像处理方法范》(CJJ133—2007)中规定，压实土壤的渗透系数不得

3、大于l×10一m／s。当合适的黏土资源远离填埋场选取武汉市长山口垃圾填埋场附近的黏土进行研10km以上时，就应该考虑对当地的土壤进行改性，究，土样基本物理性质见表1。膨润土为辽宁产颗粒以满足渗透性的要求。由于钠基膨润土具有很强的吸状钠基膨润土，其中蒙脱石含量为85％～90％。将黏湿膨胀性和很高的阳离子交换容量，因此常被用作黏土与膨润土分别过2mm与0．075mrIl筛，改性黏土按土改性材料，其不但可以减少土壤的孔隙而降低渗膨润土与黏土1：10的干质量比进行混合。透系数，而且还可以提高衬层吸附污染物的能力。但表1土样的基本物理性质指标是，干燥、冻融、温度梯度和不均匀沉降等

4、原因都可能使压实黏土中出现裂隙，为水和渗滤液提供优势渗漏通道，从而可能导致其丧失防渗能力。。就干燥裂隙而言，在现场曾观察到压实土中干燥裂隙宽达30mm、深达200mm，复合衬垫下压实黏土衬垫中裂隙在填埋场衬垫设计和施工中，通常选用的土样含宽超过10mm、深达200mm以上。因此研究天然水率为最优含水率+2％。本文选用的天然黏土土样黏土及膨润土改性黏土中裂隙的扩展规律具有重要意含水率为25％，膨润土改性黏土土样含水率为28％。义。为模拟压实黏土及改性压实黏土中干燥裂隙的扩本文采用室内模拟和图像处理的方法，对膨润土展，在平面尺寸为30CInX40cm的容器内，将两种土收稿日

5、期：2012—08—22基金项目：国家自然科学基金资助项目(51008l20)；武汉市青年科技晨光计划项目(201271031418)；湖北省杰出青年人才资助项目(2010CDA091)作者简介：何俊，女，副教授，博士，主要从事环境岩土工程方面的研究。E—mail：hjunas@163．eom第1期何俊，等：膨润土改性黏土中裂隙扩展规律的试验研究89的吸湿性和膨胀性，在实验室条件下一个小颗粒遇水中的裂隙面积率、长度比是天然黏土的4倍和3．7倍膨胀后，膨胀倍率可达自身的10～30倍。失水后体左右，两种土样在两次脱湿过程中平均宽度相差不大。积迅速收缩。将其加入到黏土中会阻碍

6、黏土与水分子(4)改性黏土在干湿循环作用下裂隙显著增多，的接触。因此在脱湿过程中黏土部分和膨润土部分由主要体现在裂隙面积率和长度比增加，二次裂隙的裂于脱湿速率的不同也会形成含水率梯度。这种含水率隙面积率、长度比约为一次裂隙的1．6倍和1．8倍；天梯度的存在区域显然多于纯黏土，因此压实膨润土改然黏土中裂隙的发育受干湿循环的影响较小。膨润土性黏土的裂隙的张开程度会大于纯黏土。改性后压实黏土性能的研究更应注重干湿循环次数对将完成首次脱湿过程的土样重新饱和后，裂隙将裂隙的影响。发生愈合，但这并不意味着裂隙完全消失，因为裂隙的参考文献：愈合并不能使裂隙处土体的抗拉强度得到恢复。当

7、土[1]聂永丰．三废处理工程技术手册(固体废物卷)[M]．北京：化学工业出版社．2000．样再次经历脱湿过程时，已愈合的裂隙将会首先张开，[2]GoldmanLJ．Claylinersforwastemanagementfacilities：design，con-同时由于其抗拉性能已经遭到破坏，张开更为容易，因struction，andevaluation[M]．ParkRidge，NJ：NoyesDataCorp，此其张开时刻对应的土体含水率梯度会比以往要低。l990．张开后的裂隙面将成为新的临空面，临空面的产生将RayhaniMHT，