土工膜渗透机理揭秘:了解为何能起到防渗效果

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土工膜渗透机理揭秘:了解为何能起到防渗效果

山东茂隆新材料科技有限公司 2023-11-02 1775


小编今天来和大家聊一聊土工膜的渗透机理,一起来看看吧!

土工膜渗透机理揭秘:了解为何能起到防渗效果  第1张

1、土工膜的渗透机理

土工膜是一种用于保护和支持材料,通常用于防渗、过滤和隔离。其渗透机理是通过阻止水分和盐分在材料内部进行扩散来实现的。

当水或溶液通过土工膜时,其中的水分子和盐分会被土工膜表面吸引,然后被阻止在膜表面之外。这是因为土工膜具有高表面张力,且其表面化学成分能够吸引和排斥水分子和盐分。

但是,当水分子和盐分通过土工膜时,它们会在膜表面形成一个渗透峰,这意味着水分子和盐分的浓度在膜表面处达到了最高值,然后逐渐下降。这个过程被看作是土工膜的渗透过程。

目前,对土工膜的渗透机理主要有以下三种认识:

(1)大量的实验表明土工膜是不渗透的。根据Dancy定律的概念,实际工程中土工膜的渗透系数通常很低。在实际工程中,粘土被认为是不渗透的土壤,因此可以推断土工膜也是不渗透的。事实上,土工膜的防渗性能比粘土墙体或斜墙等防渗体要薄得多,因此在相同的水头差作用下,土工膜的水力梯度要大得多。一般情况下,土工膜的水力梯度是粘土防渗体水力梯度的一万倍以上。因此,如果将粘土的渗透系数k<100m/s视为不渗透的条件,那么相应的土工膜的不渗透条件应该是k<104m/s。

(2)不透水的土工膜没有任何孔洞缺陷,水通过土工膜时是通过扩散的方式。

(3)土工膜渗水的原因在于其具备微小的孔隙,水通过这些微小孔隙渗透而过。

经过大量试验研究发现,土工膜在水压力作用下产生渗流的原因主要是由于制造时的不均匀性和缺陷等因素所致,而非破损。一些微小的通道是在一定的水压力作用下,土工膜被水冲破而形成的,也就是说,局部土工膜在水压力的作用下形成并扩大了渗透通道。然而,对于整片土工膜来说,在水压力的作用下,土工膜内的渗流通道会相互挤压,通常会变小甚至封闭。而这种效应会随着水压力的增大而变得更加明显。

土工膜的渗透性能取决于其表面张力、化学组成和结构等因素。因此,可以根据需要选择不同的土工膜材料,以满足特定的渗透需求。

土工膜渗透机理揭秘:了解为何能起到防渗效果  第2张

2、土工织物的渗透机理

法向渗透特性

当水流方向与织物平面垂直时,土工膜透水性主要通过法向渗透系数来表示。这个系数代表了水流的水力梯度等于1时的渗流流速,通常遵循Dancv定律。

土工膜渗透机理揭秘:了解为何能起到防渗效果  第3张

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