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摘要：因素在過去10年間，設計工程師和環保部門日益喜歡更多地用土工織物粘土墊層來代替密實的粘土層。由于它們的低導水率（Kw＜1010m／s）和廉價的成本常常用在鋪蓋或廢物池的底部，以阻止廢物的擴散.......

關鍵詞：土工織物粘土墊層

1．簡介

因素在過去10年間，設計工程師和環保部門日益喜歡更多地用土工織物粘土墊層來代替密實的粘土層。由于它們的低導水率（Kw＜1010m／s）和廉價的成本常常用在鋪蓋或廢物池的底部，以阻止廢物的擴散。除了在環保方面用做廢渣地的墊層外，GCLs還用作運輸設施（公路和鐵路）和巖土工程的環保隔離帶，諸如：用做防護層來最大限度地減少在公路交通事故中由于化學物品的溢出和滲流所造成的地表下污染。GCLs還用做加油站地下油罐的第二防護層來防止地下水污染，也單獨用于渠道、池塘或地面蓄水設施。GCLs之所以如此受重視，源于兩個因素：

①有關GCLs材料的特性更詳盡的知識都可以在大量的現有研究文獻中找到，以年為序，大致歸納如下：關于GCLs的VSEPA研究會（1993）。關于GCLs的國際談論會Numberg德國（1994），有關GCLs試驗和應用標準的ASTM座談會，Atlanta；美國（1996）、GeoBento，巴黎，法國（1998）和土工織物及土工膜在GCLs中的應用專題討論會（2000）。另外，大量以土工合成、土工技術、地質環境雜志和會議紀要等為參考，關于GCLs的論文已經出版。

②規劃、設計者信心的增長。

這篇論文將總結在過去10年間的重要研究發現。

2．土工合成粘土墊層

GCLs是一薄層鈉質或鈣質，膨潤土與一層或多層土工合成物構成的。土工合成物為土工織物或土工膜。基本的GCLs通過膠、針刺或編織方法同兩面都有土工織物包裹的膨潤土結合而成。針刺過程可以使上層的土工織物纖維穿過膨潤土和下層土工織物連成一個整體。穿透底層土工織物的纖維靠自身糾纏和摩擦或通過加熱的方法使它們同底部土工織物層結合在一起。可能在兩層織物和膨潤土間產生更強的結合力（用這種方法做的GCLs可叫做熱鎖合GCLs″）；同樣可以用平行的幾行紗線把全部的土工合成織物—膨潤土、合成物縫合在一起。

對于以土工膜為骨架的GCL，用無污染的膠將膨潤土同土工膜粘在一起，并用敞口的螺旋紡織的土工織層粘在膨潤土外，以便在安裝時起到保護作用。由于產品的適應性和迅速的革新，不同類型的GCLs的特性可能各不相同，GCLs間最重要的區別是用在GCLs中膨潤土的形式和礦物成分的差異。例如：粉末狀和顆粒狀；鈉質或鈣質等等方面的區別，土工織物類型（例：編織與不編織）或附加土工膜及結合方法。

GCL的最重要的優點是其有限的厚度，適應土層或廢渣層下的不均沉降，易安裝和低造價。另一方面這和有限厚度的隔離層具有以下特性：①對機械性意外事件所表現出的弱點；②有限的吸附量；③如果GCLs鋪在不能提供沖淡的礦物或分層之下，可以想象，礦物會嚴重流失。甚者，GCLs與其它浸析液水合（而不與純水），膨潤土將表現較小膨脹并降低阻水效果。GCLs的優點與缺點歸納如表1。

表1GCLs的優點及缺點。

在GCLs被不斷廣泛應用的同時，它們也正在被深入研究，尤其是對于它們的水力性質和擴散性、化學兼容性、機械表現性、耐久性和透氣性等方面的研究。

3．導水率、化學共存性和擴散

GCLs的水力學特性在很大程度上取決于膨潤土的導水率。唯一例外的是結構中含有用線縫合的土工膜的GCLs。總體而言，不同類型土工織物——GCLs的導水系數大約在2×1012～2×1010m／s間變動，取決于采用的界限壓力。GCLs導水系數的降低是由在較高壓力下形成的較低空隙率而產生的。更重要的是，對于一個給定的滲透性的GCLs空隙率與導水系數（K）之間表現出很強的相互聯系。