《土工膨润土布阻水特性之研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土工膨润土布阻水特性之研究（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、摘要 2 0 0 4 海峡丽岸地工技衍岩土工程交流研言寸台( 1 1 月9 - 1 1 日台北) 谕文集 土工膨润土布阻水特性之研究 强违德林谦吉隙柏麟李建德 中原太晕土木工程晕系 、本研究赫了解膨润土布臆用在现地阻水眉畸防渗阻水之功效，故针封祖成膨澜土布的三大横 件：地工獭物( G e o t e x t i l e ) 、膨润土( B e n t o n i t e ) 、膨滑土布( G C L ) 本身，以及使用三捶不同 地遥之膨润土磺所裂成的膨涸土布来遣行多项定性测弑舆特性弑骏：再者，赫了解琨地乾瀑循瑕 现象( W e t - D r yC y c l i n g ) 封其整艘阻水特性
2、之影警，规割加入此瑕境保件於相嗣弑骏中来遣行模 凝。、) f T H ES T U D YO FT H EH Y D R A U L I CB A R R I E RP R O P E R T YI N G E O S Y N T H E T I CC L A YL I N E R S C H A N GT A 嘲L I NC H E N G IC H E NP 0 L I NL E EC H I E N D E R A B S T R A C T C H U N GY U A NC H R I S T I A NU N I V E R S I T Y T ou n d e r s t a n
3、 dt h ee f f e c to fG C La p p l i e da sH y d r a u l i cB a r r i e r ，m a n yq u a l i t a t i v ea n dp r o p e r t yt e s t sw e r e d o n ei nt h i ss t u d yT h e s et e s t sw o r ef o c u s e do nG e o t e x t i l e ，B e n t o n i t e ，a n dG C Li t s e l f ，a n dt h r e ed i f f e r e n t
4、t y p e s o fb e t o n i t e sf r o mv a r i o u sr e g i o n sh a v e b e e nu s e d M o r e o v e r t h ee n v i r o n m e n tc o n d i t i o nw a sa d d e dt o s i m u l a t i o n ，s oa st ol e a r nh o wt h ew e t d r yc y c l i n ga f f e c tt h eH y d r a u l i cB a r r i e rp r o p e r t yo f
5、G C LT h et e s t i n g r e s u l ti n d i c a t e st h a tt h eH y d r a u l i cB a r r i e re f f e c to fG C Ld e c r e a s e dw i t hw e t d r yc y c l i n g 一、前雷 土工膨润土布( G e o s y n t h e t i cC l a yL i n e r ，G C L ) ，其乃是藉由膨润土膨服止水之特性交於地 工撇物同，如撇布、不獭布或不透水布，枋裂成赫一髅，因膨润土颗粒膨服1 0 1 5 倍，可完全封 阴阻隔，形成止水
6、属，连成止水效果。土工膨润土布目前在歌美地礓渐渐被推磨监使用於各獯工 程，如渠道、池塘、蓄水池、垃圾掩埋埸等。 土工膨润土布最赫重要的特性就是其低渗透性。影警其特性之原因有吾午多獯，如膨涠土之獯 颊、现地的渗流液髓、整地状沉、施工品赏情沉等等。基於上逍，本文希望能藉由各方面具代表 性的截黢，封膨润土布逢行符性之梭测。蓝且针封膨渭土的阿太堡限度敲黢、自由膨暇度试黢、 通滤揖耗度弑骆舆膨润土布的三轴柔性壁渗透弑赡连行乾瀑循瑕遇程，希望藉由此研究能了解膨 润土布的耐久性以及其揭特防渗阻水的工程特性，遣而蘸工程界更加了解其功能，使其虑用性更 加麈泛。 5 9 1 二、研究背景舆文献回顾 2 1 鹰橐物
7、掩埋埸 鹰橐物掩埋埸可分岛三倜部份：搠底系梳( B o t t o mL i n e r ) 、渗出水收集系航( L e a c h a t e C o l l e c t i o na n dR e m o v e dS y s t e m ，L C R S ) 及覆蔷系系充( C o v e rS y s t e m ) 三者其彀置目的在 於存放腰寨物阻辍封瑕境的污染。目前国内3 1 9 螂镇的衔生掩埋埸中，构有半敦在未来的畿年 内将满载。大量增建掩埋埸势在必行，建造现代化，具瑕境保育功能之魔案物掩埋埸寅屠重要。 2 2 阻水材料 由前箭得知，衔生掩埋埸是由槐底系辘、渗出水收集系糸充舆覆羞
8、系杭所粗成一般来虢此 三槿系械最常使用的阻水材料又分精三颓，其分别是地工止水膜、夯寅黏土眉舆土工膨润土布( 罩 信瑜，1 9 9 ”。 2 3 膨澜土 膨澜土是由火山喷袭出之火山灰在水中榷遇百蓠年後沉稹形成的。目前世界上所探用的皂土 来源主要均来自美圆馕俄明州，此地一直都被恐定是世界上第一大皂土碛。膨润土内合6 0 9 0 以上之蒙脱土( M o n t m o r r i l o n i t e ) 。天然钠膨润土之特性精其合有可交换雕子。N a + 舆C a + + 雨檀可交换踢雕子由於大小舆雕子债敷的差别，造成遭雨獯膨涸土有以下之不同魔：C a + + S m e c t i t e 眉
9、筒距雕豹1 0 2 0 A ：N a + S m e c t i t e 盾筒距蘸理榆上可以燕限大，但寅瞟上通常在 2 0 4 0 0 0 A 。 由於以上的特性之差巽，基本上可以魏N a + 舆C a + + 的差别，主宰了遥雨麴膨润土的物理、 化擎及工程性霓。 2 4 土工膨渭土布 土工膨润土布( G C L ) 在A S T MD 4 4 3 9 ( 2 0 0 1 ) 之定羲赫：一獯由一眉或多属地工合成材 将黏土秸合起来所装造而成的阻水眉，一般来貌t 工蔽使用豹3 - 5k g m 2 的乾燥膨涸土来裂作土 工膨酒土布，乾燥膨润土的合水量j i 勺精6 2 0 ，省其连到完全水合畴，典
10、型膨润土之渗透性将官 在1 5 1 0 - 9c m s e c 鲍国内。 三、研究规割舆弑酸方法 本研究使用三檀不同地匿之膨润土X 0 1 、X 0 2 、X 0 3 舆由此三獯膨滑土所裂成的土工膨润土 布G C L X 0 1 、G C L X 0 2 、G C L X 0 3 来逢行所有弑黢。在膨渭土方面规盏! 了阿太堡限度弑驻、自 由膨服度斌黢( F r e eS w e l lI n d e x ) 、遇漶损耗度弑胰( F l u i d l o s sT e s t ) 、含水量测定薏式骏共四疆 弑黢。而在地工藏物方面则规割了抓握式抗强弑黢、撕裂强度弑赣、抗穿刺强度弑黢、定水荫透
11、水弑黩、厚度量测、罩位重弑骏舆蹄界氯泡法( B u b b l eP o i n tM e t h o dT e s t ) 弑验等七檀弑黢。 至於土工膨润土布则规割了抓握式抗强强度弑黢、针轧强度弑赡( B o n d i n gP e e lS t r e n g t h ) 、抗 穿刺强度弑黢、罩位面植重弑赣以及三轴柔性壁渗透弑黢等五獯弑瞧。 3 1 阿太堡限度弑黢 本弑黢依攮C N S5 0 8 7 、5 0 8 8 ，A S T MD 4 31 8 8 4 及D 4 2 7 8 3 规箍。赫求取土檬液性限度及 塑性限度韭作赫凝窳性土壤以及黏性土壤之分颓指檩。 由於膨润土布铺段在现地下台
12、遭受到现地瑕境之乾瀑循瑗作用，也因赫如此，在逢行阿太堡 限度裁骏畴也膊乾瀑循瑕之燮因套入其中。膨滑土在第一次及往後每但乾瀑循琪遇程後针封 同一土檬再次连行阿太堡限度弑骇，而在每次弑骏後将土檬予以自然氯乾或探低温烘乾不以高 温烘乾以破壤膨润土的秸耩。 乾燥後，将膨润土磨碎成原来弑骏之粒徭大小。重禳造行截赡且每槿土檬规剖连植连行7 倜 乾瀑循瑕。 3 2 自由膨服度弑黢 本弑黢依照A S T MD 5 8 9 0 t 9 5 规箍遘行，先拳倩膨漓土弑檬( 须1 0 0 遇i 0 0 虢檫辈簖，6 5 遇2 0 0 虢檩犟簖) ，取2 0 0 士0 0 1 9 之膨润土置於乾浮的秤重祗上，再取1 0
13、 0 m l 之量筒倒入蒸馏 水至9 0 r a l ，然後取少於0 培之膨渭土分至少2 0 次均匀溪在水面上，直到水面上的膨润土完全吸 收水分後才能稔耩瀛入下次膨滑土潺完全部2 9 之膨涸土弑檬後，再加入蒸鳢水至l O O m l 鏖 韭静置量简1 6 小畴以上。静置後糸己鲸膨润土吸收水分後所得之髓稹蔼敷( m 1 ) ，其值即精皂土之 自由膨服度。( 罩位：m U 2 9 ) 3 3 遇滤揖耗度弑黢 在本弑黢中膨润土弑骏裢盖治後膨服成泥浆状，桎由施加厘力使膨润土紧中之水分楹遇漶 滤出，藉由所流出之漶液水量束秤估膨溜土之保水性。本弑赡依照美圆檩辈规箍A S T MD 5 8 9 1 9 5
14、连行。 3 4 含水量测定弑黢 本弑验依摅A S T MD 4 6 4 3 规箍连行。愿用烘乾法，决定土檬烘乾所需睛同舆土壤含水量。 3 5 地工撒物力犟性簧弑酸 地工械物力擎性黉弑赡包括( 1 ) 抓握式抗豫弑黢，揉用C N S1 3 4 8 3 或A S T MD 4 6 3 2 榆测法弑 骏。( 2 ) 撕裂强度裁骥，探用C N S1 3 2 9 9 或A S T MD 4 5 3 3 桧测法弑骏( 强逵德1 9 8 5 ；封敢蓠， 1 9 9 9 ) 。( 3 ) 抗穿刺强度弑骏，沿用C N S1 4 2 6 3 或A S T MI ) 4 8 3 3 规鲢遣行测弑。( 4 ) 定水荫
15、透水弑 脍，沿用C N S1 3 2 9 8A 3 3 3 7 或A S T MD 4 4 9 1 规箍遭行测弑( 强逮德，1 9 8 5 ) 。( 5 ) 厚度量测，依撩 C N S1 4 2 6 0 或A S T MD 5 1 9 9 规鲢遭行测敲。( 6 ) 罩位重弑验，依撼C N S1 4 2 7 9 或A S T MD 5 2 6 1 规箍逢行测弑。( 7 ) 晦界氯泡法( B u b b l eP o i n tM e t h o dT e s t ) ，沿用A S T MF 31 6 规筢遭行测弑。 3 6 膨润土布特性弑黢 膨滑土布符性弑黢包括( 1 ) 抓握式抗强强度截赣，依
16、撼C N S1 3 4 8 3 舆A S T MD 4 6 3 2 规箍逛行 测弑。( 2 ) 针轧强度弑黢( B o n d i n gP e e lS t r e n g t h ) ，探用A S T MD 6 4 9 6 - 9 9 规施，本弑验需做五 祖裁片，最後求其针轧强度之平均值。( 3 ) 抗穿刺强度弑黢，揉用C N S1 4 2 6 3 舆A S T MD 4 8 3 3 规 篦逛行测试，将地工合成材置於模具上後，使用黄入雏以3 0 0 1 0 r a m r a i n 之速度黄入，用来量 测地工合成材料之抗穿刺能力。( 4 ) 罩位面横重裁赡，探用A S T MD 5 9 9 3 规箍来逢行。( 5 ) - - 轴柔 性壁渗透弑黢，参考A S T MD 5 8 8 7 - 9 5 规箍，本弑黢分成雨部分来邂行：( a ) 弑髓鲍和舆( b ) 弑髓 渗透a 四、弑髌秸果分析舆探封 本文所逢行的研究弑黢主要包括阿太堡限度弑赡、自由膨服度弑黢、遇漶损耗度
