三、ＧＣＬ的水力特性
ＧＣＬ產(chǎn)品的最主要的優(yōu)勢(shì)是它的低透水性。ＧＣＬ產(chǎn)品的透水能力一般用水力滲透系數(shù)ｋ衡量。
１．一般情況下ＧＣＬ的水力滲透性
在其他條件不變的情況下，ＧＣＬ產(chǎn)品的水力滲透系數(shù)ｋ是壓應(yīng)力的函數(shù)，它隨著壓應(yīng)力的增加而減少。一般在較低的壓應(yīng)力下，ｋ為１０－９～１０－８ｃｍ／ｓ，在較高的壓應(yīng)力下，ｋ值為１０－１０～１０－９ｃｍ／ｓ，在超高壓應(yīng)力下時(shí)，其水力滲透系數(shù)會(huì)小于１０－１０ｃｍ／ｓ。
１ＧＣＬ產(chǎn)品接頭處的水力滲透性
工廠(chǎng)制作的ＧＣＬ產(chǎn)品一般長(zhǎng)２５～６０ｍ，寬４～５ｍ，成卷堆運(yùn)。在實(shí)際工程應(yīng)用中往往存在連接問(wèn)題，一般的連接形式為搭接，搭接長(zhǎng)度為７５～２２５ｍｍ。ＧＣＬ夾層中膨潤(rùn)土水化后，在搭接處有極強(qiáng)的自我愈合的功能，當(dāng)壓應(yīng)力達(dá)到７０００Ｐａ時(shí)，試驗(yàn)表明搭接處ＧＣＬ產(chǎn)品的水力滲透系數(shù)與未搭接處近似相等。
２特定環(huán)境下ＧＣＬ產(chǎn)品的水力滲透性
在不均勻沉降、干濕循環(huán)、凍融循環(huán)等特定環(huán)境下，其他防滲措施�如壓實(shí)性黏土襯墊ＣＣＬ 往往會(huì)失去防滲能力或防滲能力大大降低。ＧＣＬ在特定工作環(huán)境下表現(xiàn)出了極強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。
３不均勻沉降下ＧＣＬ產(chǎn)品的水力滲透性
ＬａＧａｔｔａ在ＧＣＬ不均勻沉降試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)ＧＣＬ產(chǎn)品有著驚人的彈性和可塑性，它們能變形到抵抗５％甚至更多的張應(yīng)變而不會(huì)導(dǎo)致其水力滲透系數(shù)大幅度提高。如果在ＧＣＬ產(chǎn)品上覆蓋６０ｃｍ厚的土層，某些ＧＣＬ產(chǎn)品能承受更加嚴(yán)重的不均勻沉陷�張應(yīng)變達(dá)３０％ ，而不增加其水力滲透系數(shù)值。他們還發(fā)現(xiàn)：即使局部不均勻沉陷發(fā)生在接頭部分，甚至出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)，其自我愈合的能力并不會(huì)因此而喪失。
４干濕循環(huán)下ＧＣＬ產(chǎn)品的水力滲透性
Ｂｏａｔｍａｎ和Ｄａｎｉｅｌ在研究中發(fā)現(xiàn)：①ＧＣＬ產(chǎn)品脫水后會(huì)出現(xiàn)裂縫；②但是當(dāng)脫水后的ＧＣＬ產(chǎn)品被重新注水后，出現(xiàn)的裂縫會(huì)再次閉合，其水力滲透系數(shù)又會(huì)回到原先的低值。值得注意的是，Ｌｉｎ等指出對(duì)高濃度雙價(jià)陽(yáng)離子的滲濾液，ＧＣＬ產(chǎn)品在干濕循環(huán)產(chǎn)生的裂縫并不一定都能自動(dòng)愈合，如果出現(xiàn)這種情況，要進(jìn)行特殊處理。
５凍融循環(huán)下的ＧＣＬ產(chǎn)品的水力滲透性
Ｈｅｗｉｔｔ�Ｒ．Ｄ．和Ｄａｎｉｅｌ�Ｄ．Ｅ．在一個(gè)大油罐內(nèi)對(duì)三種ＧＣＬ產(chǎn)品�Ｃｌａｙｍａｘ� Ｂｅｎｔｏｍａｔ，Ｇｕｎｄｓｅａｌ 進(jìn)行多次凍融循環(huán)的水力滲透試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)中的各種ＧＣＬ產(chǎn)品至少在進(jìn)行三個(gè)凍融循環(huán)后，其水力滲透系數(shù)不會(huì)有明顯提高。Ｋｒａｕｓ，Ｊ．Ｆ．和Ｂｅｎｓｏｎ，Ｃ．Ｈ．也對(duì)三種ＧＣＬ產(chǎn)品�Ｂｅｎｔｏｆｉｘ，Ｂｅｎｔｏｍａｘ，Ｃｌａｙｍａｘ 做了２０次凍融循環(huán)測(cè)定水力滲透系數(shù)的試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些ＧＣＬ產(chǎn)品的水力滲透系數(shù)也沒(méi)有明顯提高。
他們還對(duì)Ｃｌａｙｍａｘ、Ｂｅｎｔｏｍａｔ兩種ＧＣＬ產(chǎn)品做了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這兩種ＧＣＬ產(chǎn)品與Ｅｒｉｃｋｓｏ對(duì)Ｇｕｎｄｓｅａｌ所做的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)得出的結(jié)果相近，他們?cè)谌攵皽y(cè)定其水力滲透系數(shù)為１．０×１０－１０～２．８×１０－１０ｍ／ｓ，經(jīng)過(guò)一整個(gè)冬天后其水力滲透系數(shù)為１．０×１０－１０～３．０×１０－１０ｍ／ｓ�近似一個(gè)凍融循環(huán) ，這說(shuō)明經(jīng)過(guò)一個(gè)凍融循環(huán)后，其ｋ值并沒(méi)有明顯提高。ＧＣＬ產(chǎn)品在惡劣環(huán)境下，保持防滲能力的突出表現(xiàn)，使人們?cè)诠こ虘?yīng)用中對(duì)它越來(lái)越青睞。相比之下，ＣＣＬ等其他防滲措施在同樣情況下表現(xiàn)較差，所以ＧＣＬ能在很多情況下取代ＣＣＬ等產(chǎn)品�如在垃圾填埋場(chǎng)封頂系統(tǒng)中。
２．影響ＧＣＬ水力滲透性的主要因素
ＧＣＬ產(chǎn)品有極低的透水性，主要因?yàn)閵A層中膨潤(rùn)土的存在，任何影響膨潤(rùn)土水力滲透性的因素均將影響ＧＣＬ的水力滲透性，如：膨潤(rùn)土中蒙脫土的含量、膨潤(rùn)土的粒徑分布、滲透液的化學(xué)成分、水化程序等?？紤]到上、下層土工織物的影響，加筋狀況也構(gòu)成影響ＧＣＬ水力滲透性的因素之一。
（１）膨潤(rùn)土中蒙脫土含量
膨潤(rùn)土中蒙脫土的含量直接影響著ＧＣＬ的水力特性。蒙脫土的含量越高，膨潤(rùn)土的水力滲透系數(shù)越低，其防滲效果就越好。
（２）膨潤(rùn)土粒徑分布
ＧＣＬ產(chǎn)品中膨潤(rùn)土的粒徑組成為從礫石到淤泥土甚至粉土的粒組。粒徑分布對(duì)滲透液為標(biāo)準(zhǔn)水�即去離子，蒸餾水 的ＧＣＬ產(chǎn)品的水力滲透性幾乎沒(méi)有什么影響，但是當(dāng)滲透液為非標(biāo)準(zhǔn)液時(shí)�相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)液而言 ，粒徑分布對(duì)ＧＣＬ的水力滲透性有明顯影響，膨潤(rùn)土的平均粒徑越大，其滲透系數(shù)越高，甚至?xí)哌_(dá)１０－５～１０－４ｃｍ／ｓ，從而使ＧＣＬ完全失去了其特有的優(yōu)勢(shì)�一般要求ｋ＜１０－７ｃｍ／ｓ。
ＧＣＬ產(chǎn)品的最主要的優(yōu)勢(shì)是它的低透水性。ＧＣＬ產(chǎn)品的透水能力一般用水力滲透系數(shù)ｋ衡量。
１．一般情況下ＧＣＬ的水力滲透性
在其他條件不變的情況下，ＧＣＬ產(chǎn)品的水力滲透系數(shù)ｋ是壓應(yīng)力的函數(shù)，它隨著壓應(yīng)力的增加而減少。一般在較低的壓應(yīng)力下，ｋ為１０－９～１０－８ｃｍ／ｓ，在較高的壓應(yīng)力下，ｋ值為１０－１０～１０－９ｃｍ／ｓ，在超高壓應(yīng)力下時(shí)，其水力滲透系數(shù)會(huì)小于１０－１０ｃｍ／ｓ。
１ＧＣＬ產(chǎn)品接頭處的水力滲透性
工廠(chǎng)制作的ＧＣＬ產(chǎn)品一般長(zhǎng)２５～６０ｍ，寬４～５ｍ，成卷堆運(yùn)。在實(shí)際工程應(yīng)用中往往存在連接問(wèn)題，一般的連接形式為搭接，搭接長(zhǎng)度為７５～２２５ｍｍ。ＧＣＬ夾層中膨潤(rùn)土水化后，在搭接處有極強(qiáng)的自我愈合的功能，當(dāng)壓應(yīng)力達(dá)到７０００Ｐａ時(shí)，試驗(yàn)表明搭接處ＧＣＬ產(chǎn)品的水力滲透系數(shù)與未搭接處近似相等。
２特定環(huán)境下ＧＣＬ產(chǎn)品的水力滲透性
在不均勻沉降、干濕循環(huán)、凍融循環(huán)等特定環(huán)境下，其他防滲措施�如壓實(shí)性黏土襯墊ＣＣＬ 往往會(huì)失去防滲能力或防滲能力大大降低。ＧＣＬ在特定工作環(huán)境下表現(xiàn)出了極強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。
３不均勻沉降下ＧＣＬ產(chǎn)品的水力滲透性
ＬａＧａｔｔａ在ＧＣＬ不均勻沉降試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)ＧＣＬ產(chǎn)品有著驚人的彈性和可塑性，它們能變形到抵抗５％甚至更多的張應(yīng)變而不會(huì)導(dǎo)致其水力滲透系數(shù)大幅度提高。如果在ＧＣＬ產(chǎn)品上覆蓋６０ｃｍ厚的土層，某些ＧＣＬ產(chǎn)品能承受更加嚴(yán)重的不均勻沉陷�張應(yīng)變達(dá)３０％ ，而不增加其水力滲透系數(shù)值。他們還發(fā)現(xiàn)：即使局部不均勻沉陷發(fā)生在接頭部分，甚至出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)，其自我愈合的能力并不會(huì)因此而喪失。
４干濕循環(huán)下ＧＣＬ產(chǎn)品的水力滲透性
Ｂｏａｔｍａｎ和Ｄａｎｉｅｌ在研究中發(fā)現(xiàn)：①ＧＣＬ產(chǎn)品脫水后會(huì)出現(xiàn)裂縫；②但是當(dāng)脫水后的ＧＣＬ產(chǎn)品被重新注水后，出現(xiàn)的裂縫會(huì)再次閉合，其水力滲透系數(shù)又會(huì)回到原先的低值。值得注意的是，Ｌｉｎ等指出對(duì)高濃度雙價(jià)陽(yáng)離子的滲濾液，ＧＣＬ產(chǎn)品在干濕循環(huán)產(chǎn)生的裂縫并不一定都能自動(dòng)愈合，如果出現(xiàn)這種情況，要進(jìn)行特殊處理。
５凍融循環(huán)下的ＧＣＬ產(chǎn)品的水力滲透性
Ｈｅｗｉｔｔ�Ｒ．Ｄ．和Ｄａｎｉｅｌ�Ｄ．Ｅ．在一個(gè)大油罐內(nèi)對(duì)三種ＧＣＬ產(chǎn)品�Ｃｌａｙｍａｘ� Ｂｅｎｔｏｍａｔ，Ｇｕｎｄｓｅａｌ 進(jìn)行多次凍融循環(huán)的水力滲透試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)中的各種ＧＣＬ產(chǎn)品至少在進(jìn)行三個(gè)凍融循環(huán)后，其水力滲透系數(shù)不會(huì)有明顯提高。Ｋｒａｕｓ，Ｊ．Ｆ．和Ｂｅｎｓｏｎ，Ｃ．Ｈ．也對(duì)三種ＧＣＬ產(chǎn)品�Ｂｅｎｔｏｆｉｘ，Ｂｅｎｔｏｍａｘ，Ｃｌａｙｍａｘ 做了２０次凍融循環(huán)測(cè)定水力滲透系數(shù)的試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些ＧＣＬ產(chǎn)品的水力滲透系數(shù)也沒(méi)有明顯提高。
他們還對(duì)Ｃｌａｙｍａｘ、Ｂｅｎｔｏｍａｔ兩種ＧＣＬ產(chǎn)品做了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這兩種ＧＣＬ產(chǎn)品與Ｅｒｉｃｋｓｏ對(duì)Ｇｕｎｄｓｅａｌ所做的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)得出的結(jié)果相近，他們?cè)谌攵皽y(cè)定其水力滲透系數(shù)為１．０×１０－１０～２．８×１０－１０ｍ／ｓ，經(jīng)過(guò)一整個(gè)冬天后其水力滲透系數(shù)為１．０×１０－１０～３．０×１０－１０ｍ／ｓ�近似一個(gè)凍融循環(huán) ，這說(shuō)明經(jīng)過(guò)一個(gè)凍融循環(huán)后，其ｋ值并沒(méi)有明顯提高。ＧＣＬ產(chǎn)品在惡劣環(huán)境下，保持防滲能力的突出表現(xiàn)，使人們?cè)诠こ虘?yīng)用中對(duì)它越來(lái)越青睞。相比之下，ＣＣＬ等其他防滲措施在同樣情況下表現(xiàn)較差，所以ＧＣＬ能在很多情況下取代ＣＣＬ等產(chǎn)品�如在垃圾填埋場(chǎng)封頂系統(tǒng)中。
２．影響ＧＣＬ水力滲透性的主要因素
ＧＣＬ產(chǎn)品有極低的透水性，主要因?yàn)閵A層中膨潤(rùn)土的存在，任何影響膨潤(rùn)土水力滲透性的因素均將影響ＧＣＬ的水力滲透性，如：膨潤(rùn)土中蒙脫土的含量、膨潤(rùn)土的粒徑分布、滲透液的化學(xué)成分、水化程序等?？紤]到上、下層土工織物的影響，加筋狀況也構(gòu)成影響ＧＣＬ水力滲透性的因素之一。
（１）膨潤(rùn)土中蒙脫土含量
膨潤(rùn)土中蒙脫土的含量直接影響著ＧＣＬ的水力特性。蒙脫土的含量越高，膨潤(rùn)土的水力滲透系數(shù)越低，其防滲效果就越好。
（２）膨潤(rùn)土粒徑分布
ＧＣＬ產(chǎn)品中膨潤(rùn)土的粒徑組成為從礫石到淤泥土甚至粉土的粒組。粒徑分布對(duì)滲透液為標(biāo)準(zhǔn)水�即去離子，蒸餾水 的ＧＣＬ產(chǎn)品的水力滲透性幾乎沒(méi)有什么影響，但是當(dāng)滲透液為非標(biāo)準(zhǔn)液時(shí)�相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)液而言 ，粒徑分布對(duì)ＧＣＬ的水力滲透性有明顯影響，膨潤(rùn)土的平均粒徑越大，其滲透系數(shù)越高，甚至?xí)哌_(dá)１０－５～１０－４ｃｍ／ｓ，從而使ＧＣＬ完全失去了其特有的優(yōu)勢(shì)�一般要求ｋ＜１０－７ｃｍ／ｓ。