近年來城市地下工程建設(shè)迅猛發(fā)展,導(dǎo)致地下水位大幅下降,水資源短缺現(xiàn)象日趨嚴(yán)重。湖泊防滲能有效抑制地表水滲漏,有助于緩解水資源供需緊張的狀況。

傳統(tǒng)湖泊防滲主要采用水泥混凝土、土工膜、壓實黏土襯墊等防滲技術(shù)。水泥混凝土與土工膜形成的防滲體雖然具有較為理想的抗?jié)B效果,但阻礙了湖泊水體與湖底的物質(zhì)交換,易引起水質(zhì)惡化,危害了湖泊生態(tài)功能。而黏土襯墊的抗?jié)B能力往往達(dá)不到預(yù)期效果。因此,尋求防滲效果佳又有利于生態(tài)環(huán)境的湖泊防滲材料成為本領(lǐng)域的當(dāng)務(wù)之急。

土工復(fù)合膨潤土防水毯作為一種將膨潤土顆粒夾封在兩層土工織物之間,通過針刺、粘結(jié)等工藝制成的新型防滲材料。相較于土工膜和壓實黏土襯墊等防滲材料,膨潤土防水毯具有滲透系數(shù)低、自愈能力強、生態(tài)環(huán)保等特點,常被用于建造垃圾填埋場、渠道、湖泊工程的底部防滲層。

在各種因素影響下膨潤土防水毯的防滲性能展開了大量研究。除膨潤土防水毯自身性質(zhì)、滲濾液特征外,膨潤土防水毯破損也是膨潤土防水毯滲透系數(shù)變化的重要因素。

利用柔性壁滲透儀對破損和原始狀態(tài)下的膨潤土防水毯進(jìn)行滲透試驗,發(fā)現(xiàn)當(dāng)破損直徑小于30mm,孔洞能自我愈合,破損試樣的滲透系數(shù)略微增大。對破損孔洞直徑大小為2.5mm,4.5mm膨潤土墊進(jìn)行三軸透水試驗,當(dāng)破損孔徑大小為2.5mm時,相比原始膨潤土防水毯試樣,其滲透系數(shù)變化較小,當(dāng)膨潤土防水毯破損孔徑增大至4.5mm,滲透系數(shù)增至10-7cm/s。

不同破損孔徑對膨潤土防水毯滲透性的影響,發(fā)現(xiàn)當(dāng)孔徑大于10mm時,其滲透系數(shù)較未破損的試樣的滲透系數(shù)增大了約兩個數(shù)量級。通過滲流試驗發(fā)現(xiàn),當(dāng)破損孔徑小于10mm,膨潤土防水毯滲透系數(shù)變化不明顯。膨潤土防水毯破損孔洞大小對膨潤土防水毯滲透系數(shù)有明顯影響。在實際工程中,植物根系是造成膨潤土防水毯破損的重要原因。在湖泊防滲工程中,湖泊生態(tài)環(huán)境較為復(fù)雜,為了生態(tài)效果和凈化水質(zhì),常在湖泊種植水生植物。

水生植物生長過程中其根系會穿透底部防滲層而影響膨潤土防水毯的防滲效果,特別植物根系枯萎后對膨潤土防水毯防滲性能的影響,中外研究甚少。因此,現(xiàn)通過室外模型試驗?zāi)M水生植物在膨潤土防水毯中的生長,取樣進(jìn)行室內(nèi)滲透試驗,研究水生植物根系穿透率、根系狀態(tài)和根系種類對膨潤土防水毯滲透性能的影響規(guī)律,以期為完善膨潤土防水毯性能研究提供參考。

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