土工膜的渗透性研究

自1960年代以来,土工膜已用于各种岩土工程,地质环境工程项目,而在80年代,土工膜在采矿应用中开始流行。从那时起对土工膜的研究表明,它们的有效性与其缺陷(孔)的数量直接相关。

土工膜研究的主要方面包括量化典型配置中土工膜孔的泄漏,以及评估尾矿通过安装在粗粒地基(例如砾石)上的土工膜中的孔进行管道输送的可能性。在这种情况下,管道是一种现象,其中尾矿通过渗流力引起的土工膜孔发生输送。

环境工程师是该项目的研究人员。研究涉及将浓缩尾矿放置在孔径小于1至20毫米的土工膜上,并使用不同渗透率的土壤衬垫。他进行了多项测试以衡量以下因素对泄漏率的影响:

土工膜类(线性低密度聚乙烯(LLDPE)和高密度聚乙烯(HDPE))

孔的大小

皱纹(或褶皱)

有效应力

尾矿和底层渗透率

潜在的管道条件

工作中最重要的收获是,对于相同的缺陷尺寸,土工膜的泄漏远小于垃圾填埋场和堆浸设施土工膜的泄漏。由于存在直接放置在有缺陷的土工膜上的渗透性较低的尾矿,因此泄漏减少。此外,土工膜类型和皱纹的存在对长期渗漏率没有明显影响。

在研究中,当土工膜(有孔)下方存在粗糙的地基并且尾矿受到非常高的孔隙压力时,就会诱发管道。他证明,可以通过在土工膜附近(顶部或下方)安装具有适当质量/单位面积的土工织物来防止管道故障。该研究发现管道更可能在低有效应力条件下发生,例如当一层薄薄的尾矿位于几米水下时(例如,在再生池的开发过程中),虽然管道似乎在较高应力下停止,但如果尾矿最初在较低应力下经历一些侵蚀,则通过缺陷的流速比使用传统泄漏方程预测的流速高2-3倍。

研究表明,土工膜衬里在减少渗漏方面非常有效,前提是它们放置了正确的衬里,以满足过滤器与尾矿的兼容性。它提高了土工膜设计的实践状态,并能够在我们设计的设施中有效利用土工膜。此外,岩土实验室还参与了测试用尾矿的收集和准备工作。

对垃圾填埋场应用的研究表明,缺陷会控制土工膜的渗漏。由于某些缺陷的存在即使在设计和建造良好的设施中也很常见,因此设计中通常会考虑允许的缺陷数量。然后可以使用方程式来估算垃圾填埋场设施中这些缺陷造成的泄漏。然而,尾矿的存在导致与垃圾填埋场应用不同的配置,使得该等式不适用。