GCL是两层土工合成材料(土工织物或土工膜)之间夹封膨润土粉末(或膨润土粒),通过针刺、缝合或黏合而成的一种复合材料。有的GCL只有一层土工膜,其上黏合一层薄薄的膨润土。也有的GCL产品在两层土工合成材料之中有一层是土工膜,以增强防渗效果,见图3.29。
图3.29 GCL的结构组成示意图
(a)黏合GCL(双层);(b)针刺GCL;(c)缝合GCL;(d)黏合GCL(单层)
GCL是从普通的压实黏土衬垫(CCL)演变过来的,与CCL相比,GCL有如下主要优点。
(1)GCL具有极好的不透水性,当它由干燥状态浸湿时,其体积可增加5倍,因此,它常被用于防渗防漏要求特别高的场合,如垃圾填埋场、机场和高速公路的污染防护和油罐防漏等。据有人研究,厚度仅5mm的GCL,其防渗效果相当于1m厚的压实黏土层。因此,若在填埋场中多用GCL而少用黏土层,则不仅经济、方便,具有减少环境破坏的环境保护的效果,而且可以增加垃圾填埋场的有效容积,故经济性好,且安装简便。(www.xing528.com)
(2)GCL具有极好的柔性和抵抗变形的能力。其拉伸应变即使达到20%的情况下,也不会导致渗透系数增大,因此GCL具有更大的适应不均匀沉陷的能力。
(3)GCL具有比CCL更强的抗冻融循环能力。有人试验发现,至少在三次冻融循环后,其渗透系数不会明显增大。
(4)GCL具有很强的自我愈合能力,一旦外表面的土工织物被刺破,由于上下层土工织物在针刺或缝合线的作用下约束膨润土迁移,故它会自我愈合而不破坏。
但是GCL需要上覆黏土层(至少0.6m)加盖,以防干燥,低湿度的膨润土可以透气,而且由于土粒的可能移动,导致透水性增大。
GCL产品最早出现于20世纪80年代初,在美国和德国的垃圾卫生填埋场中应用。目前已越来越向各种防水结构物扩展,如渠道、蓄水池等。同时对它的特性和各种环境下应用的长期性能,如水力和扩散特性、化学兼容性、机械特性、耐久性以及气体迁移性等进行了多方面的研究,获得了许多新的认识。
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