红粘土作为卫生填埋场粘土衬垫材料的渗透性试验研究

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1、研究与探讨广东建材2010年第12期红粘土作为卫生填埋场粘土衬垫材料的渗透性试验研究康旺东张可能(中南大学地球科学与信息物理学院)摘要：红粘土在卫生填埋场中的应用，关键在于其防渗性能，通过击实实验、渗透实验等对红粘上进行了一系列试验研究。测得红粘土的最优含水量∞。。=26．1％，最人干密度p一=1．509·cm，存一定的压实状态下渗透系数k

2、环境尤其是土壤和地下水造成污染。目前填埋场采用的防渗处理技术及衬底材料很多，如：红粘土、合成材料等‘¨。其中粘十由于截污能力强，渗透性小及价格经济等优势，已被广泛应用于填埋场衬垫系统中[2]。红粘土作为粘土的一种，是碳酸盐类岩石在湿热的气候条件卜．经强烈风化和红土化作用后而形成的一种高塑性粘土[引。其天然含水量、液限、塑限均很高，且具有较高的力学性能和中压缩性，将其应用于卫生填埋场时发现其沉降量小、无开裂、整体性能好等优点f4]。但国内外学者对其渗透性能的研究较少，需得到试验的迸一步证实。因此，通过室内实验确定红粘土的防渗性能具有实际

3、的意义。《城b-生活垃圾卫生填埋技术规范》(cJJl7-2004)规定粘土防渗垫层的渗透系数k<1．0×101cm／S，压实系数大于0。95E引。对此，本文通过对大量室内实验结果的研究与分析，探讨了红粘土的防渗性能。其中：测定最大干密度、最优含水量等重要参数时按《公路上工试验规程》(JTGE40—2007)进行；渗透系数的测定按卜述规程采用南一55改进型渗透仪通过变水头试验进行测试。2试验部分2．1试验原理及仪器2．1．1试验原理研究污染物在粘土衬层中的渗透系数通常是通过渗透试验来进行，以土壤介质的渗透性(用渗透系数k来表示)为主要参

4、数，用达西定律表示：v=k·i(式1)V=÷l_(式2)式中：q——渗滤液的体积流速，cmVsA——渗透的过水面积，cm3v——渗滤液流速，cm／si——水力梯度渗透试验可分为常水头法和变水头法，本实验采用变水头法．通过连续观测水头高度，由下述公式求得值：式中：妊熹等蛔㈡。去c刺a——测压管内径断面面积，cm2粘结强度随着改善，但其原始抗折粘结强度却在减小。【参考文献】选择最优配方时，应根据实际需求选择对应指标卜．的最[1]奠翠婷，李毅，林世达．bfi4h混凝上修补材料二次灌浆研究优配方。[J]．广东土木与建筑，2009，1：55～5

5、7．(3)在实际工程中，混凝土折断界面是陈旧界面，本[2]李晓，徐玲玲，邓敏．h州A基混凝十修补材料的制备与性能音量翌翌嚣要錾懋篓黧毽堂香婴鉴竺冒蒹凝黧黼端蓑巍删叽帆广界面进行分析；而对陈旧界面的配方分析更加具有实际菜芏谣荽”,2”0”08“．。““””⋯“⋯⋯””～”一⋯””。。⋯“一20—广东建材2010年第12期研究与探讨A——渗透仪过水面积，am2rl，——t℃时水的粘滞系数h，——t．时刻测压管水头，cmh．，——t：时刻测压管水头，cm2．1．2试验仪器击实仪一台(击实筒内径lOcm，高12．7cm)，南-55(改进)型渗

6、透仪，天平(感量0．Olg)，台称(称量10蚝，感量59)，金属盘，推土器，修土刀，喷水设备，锥形漏斗，温度计，手表，图1试验装置图凡士林。南55(改进)型渗透仪装置如图1。2．2试验设计及方法2．2．1试验设计(1)通过击实试验求得最火T密度。在填埋场的粘土衬垫中，粘土的干密度及压实度对防渗起着决定性的作用。1二密度不合理商接影响粘土衬垫的防渗性能。因此在粘土衬垫施工中，粘十的干密度选择显得尤为霞要。本试验中通过击实试验求得粘上试样的pd--u曲线，确定土的最大干密度。(2)渗透试验测定粘土的渗透系数。通过击实试验我ffJ得到粘土的

7、最优含水率为u。。为得到合理的含水率范围，我们选用u。。+n×204(n=O、±1)的不同含水率土样进行渗透试验。为更好的接近工程实践，我们对击实十样进行试验，以保证它一定的压实度。此外，对于击实土样分别采用渗滤液原液(取自垃圾填埋场)和水进行对比试验。2．2．2试验方法各参数均按《公路土工试验规程》JTGE40—2007进行试验获得。其中最优含水量，最大干密度用轻型击实试验方法进行测定。按估算的最优含水量递加(减)2％～3％制成5个击实土样，得出十密度与含水量的关系曲线。渗透系数则按变水头渗透试验法，分∞叫，∞。，±2％三组试样进行

8、实验，并分别用水和渗滤液原液进行对比试验。2．3试验材料(1)红粘十：红粘土是碳酸盐类岩石在湿热的气候条件F经强烈风化和红土化作用后而形成的一种高塑性粘土。矿物成分主要为粘十矿物，原岩残余碎屑物质和游离氧化物所组成。其天