三維立體土工膜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種三維立體土工膜及其制備方法，該工膜可用于垃圾填埋場(chǎng)以及防滲排水領(lǐng)域。
技術(shù)背景
[0002]垃圾填埋場(chǎng)主要由填埋氣導(dǎo)排系統(tǒng)、滲瀝液的導(dǎo)排系統(tǒng)、覆蓋屏障系統(tǒng)和防污屏障系統(tǒng)構(gòu)成，環(huán)境土工的主要任務(wù)就是保障這些系統(tǒng)安全有效地運(yùn)行。而在這些結(jié)構(gòu)中，由于垃圾滲瀝液及其攜帶的宏量和痕量污染物對(duì)地下水土環(huán)境的污染會(huì)持續(xù)長(zhǎng)達(dá)幾十年甚至幾百年，而且修復(fù)難度極大。因此，垃圾填埋場(chǎng)底部及周邊的防污屏障即防滲系統(tǒng)的防污性是地下污染防控的關(guān)鍵因素。目前我國(guó)工程中常用的防滲系統(tǒng)包括兩種類型:一種是垂直防滲帷幕，常用于老一代山谷型填埋場(chǎng)；另一種是水平防滲系統(tǒng)(又稱復(fù)合襯墊系統(tǒng))，由天然黏土類襯墊、改性黏土類襯墊及土工合成材料共同組成，我國(guó)最近幾年新建和擴(kuò)建的填埋場(chǎng)大多數(shù)采用后一種。復(fù)合襯墊系統(tǒng)能有效地將填埋體和滲濾液與周?chē)h(huán)境有效隔離，起到較好的防滲作用，保障填埋場(chǎng)周邊環(huán)境的安全。然而，對(duì)世界范圍內(nèi)近20年來(lái)發(fā)生的15起大型垃圾填埋場(chǎng)失穩(wěn)破壞的統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，11座填埋場(chǎng)的破壞失效都表現(xiàn)為復(fù)合襯墊系統(tǒng)的平移破壞。即由于土工膜和土體之間界面剪切強(qiáng)度較低，隨著填埋體的增高，在垃圾重力及沉降所引起的剪力作用下，土工膜和土體界面之間出現(xiàn)滑移、剪切、擠出及拉伸破壞。因此，提高土工膜和土體界面相互作用是保障垃圾填埋場(chǎng)有效服役的一個(gè)關(guān)鍵因素。然而，遺憾的是，現(xiàn)有大量應(yīng)用的土工膜都是二維水平形式的，膜和土體之間的作用主要靠摩擦力，因此很難從新的加固機(jī)理上提高膜和土體之間的相互作用。
[0003]本發(fā)明旨在改變現(xiàn)有土工膜這種單一的二維平面形式，將土工膜設(shè)計(jì)為三維立體形式。三維立體膜由于立體膜的存在，除了發(fā)揮水平膜與土體之間的摩擦作用外，還可以增加豎向的阻擋和約束作用，進(jìn)而從本質(zhì)上提高土工膜和土體界面之間的相互作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種三維立體土工膜及其制備方法，采用土工膜和土體界面受力更合理的三維立體加筋方式，提高垃圾填埋場(chǎng)或防滲排水領(lǐng)域復(fù)合墊層的整體性，以盡量避免土工膜和土體界面之間出現(xiàn)的滑移、剪切、擠出及拉伸破壞等。該發(fā)明不僅保留了現(xiàn)有傳統(tǒng)水平土工膜的防滲功能，同時(shí)顯著提高了土工膜和土體之間的相互作用，使用這種立體土工膜能夠比較有效地預(yù)防垃圾填埋場(chǎng)或排水防滲系統(tǒng)墊層的滑移失穩(wěn)問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題的:一種三維立體土工膜，其特征在于，其包括水平土工膜、第一焊腳、三角膜、第二焊腳、第三焊腳、第一豎向膜、第二豎向膜、第四焊腳，第一焊腳、第二焊腳、第三焊腳、第四焊腳都與水平土工膜焊接，三角膜的兩端分別與第一焊腳、第二焊腳固定，第一豎向膜的底端與第三焊腳固定，第二豎向膜的底端與第四焊腳固定。
[0006]本發(fā)明還提供一種三維立體土工膜的制備方法，其特征在于，其包括以下步驟:
步驟一，先將兩塊水平土工膜疊在一起，保證邊緣完全重合，然后將兩塊水平土工膜通過(guò)土工膜焊接設(shè)備焊接；
步驟二，將焊接后的水平土工膜進(jìn)過(guò)翻折打開(kāi)形成第三焊腳、第一豎向膜、第二豎向膜、第四焊腳；
步驟三，將水平土工膜按壓痕翻折；
步驟四，先將三角膜以設(shè)計(jì)夾角放置在設(shè)計(jì)要求的水平膜上，保證邊緣貼合；
步驟五，將三角膜和水平土工膜通過(guò)土工膜焊接設(shè)備進(jìn)行焊接，通過(guò)改變?nèi)悄さ膴A角，調(diào)整三維立體土工膜的高度；
重復(fù)以上步驟，焊接完成工程設(shè)計(jì)所要求的數(shù)量，進(jìn)行施工鋪設(shè)。
[0007]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較有以下優(yōu)點(diǎn):一、增加了土工膜與土體之間的相互作用和界面特性。由單一的二維水平土工膜與土體之間的摩擦為主變?yōu)槿S立體土工膜中水平膜與土體的摩擦以及立體膜與土體的摩擦和豎向約束共同作用為主。因此當(dāng)立體膜有一定高度時(shí)，可以有效增強(qiáng)土工膜與土體之間的相互作用。二、解決了現(xiàn)有二維水平土工膜與土體之間容易相互滑移的問(wèn)題。三維立體土工膜提高了垃圾填埋場(chǎng)及排水防滲系統(tǒng)中襯墊層的整體性，使得襯墊層的受力更加趨于合理并滿足安全使用要求。
【附圖說(shuō)明】
[0008]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明:
圖1為本發(fā)明三維立體土工膜的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]本發(fā)明三維立體土工膜包括水平土工膜1、第一焊腳2、三角膜3、第二焊腳4、第三焊腳5、第一豎向膜6、第二豎向膜7、第四焊腳8，第一焊腳2、第二焊腳4、第三焊腳5、第四焊腳8都與水平土工膜I焊接，三角膜3的兩端分別與第一焊腳2、第二焊腳4固定，第一豎向膜6的底端與第三焊腳5固定，第二豎向膜7的底端與第四焊腳8固定。
[0010]本發(fā)明三維立體土工膜的制備方法包括以下步驟:
步驟一，先將兩塊水平土工膜疊在一起，保證邊緣完全重合，然后將兩塊水平土工膜通過(guò)土工膜焊接設(shè)備焊接；
步驟二，將焊接后的水平土工膜進(jìn)過(guò)翻折打開(kāi)形成第三焊腳、第一豎向膜、第二豎向膜、第四焊腳；
步驟三，將水平土工膜按壓痕翻折；
步驟四，先將三角膜以設(shè)計(jì)夾角放置在設(shè)計(jì)要求的水平膜上，保證邊緣貼合；
步驟五，將三角膜和水平土工膜通過(guò)土工膜焊接設(shè)備進(jìn)行焊接，通過(guò)改變?nèi)悄さ膴A角，調(diào)整三維立體土工膜的高度；
重復(fù)以上步驟，焊接完成工程設(shè)計(jì)所要求的數(shù)量，進(jìn)行施工鋪設(shè)。
[0011]本發(fā)明需要的設(shè)備和材料為水平土工膜和土工膜焊接設(shè)備。本發(fā)明具有以下顯著優(yōu)點(diǎn):完全采用現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備，不造成任何生產(chǎn)技術(shù)困難和新設(shè)備開(kāi)發(fā)費(fèi)用，操作簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。本發(fā)明三維立體土工膜可以增加膜-土相互作用但不破壞膜的整體性和防滲性能，增強(qiáng)土工膜與土之間的相互作用，同時(shí)不破壞膜的整體性和防滲性。本發(fā)明將使用現(xiàn)有土工膜的焊接技術(shù)生產(chǎn)制造全新形式的立體土工膜。本發(fā)明公開(kāi)的三維立體土工膜可以大大改善垃圾填埋場(chǎng)或排水防滲系統(tǒng)中墊層、保護(hù)層與土工膜之間的關(guān)鍵滑移失穩(wěn)問(wèn)題，有效提高土工膜與土之間的摩擦力和約束力，增加墊層的整體性，完善土工膜的使用性能并降低了造價(jià)。本發(fā)明將對(duì)土工膜廣泛應(yīng)用的領(lǐng)域如垃圾填埋場(chǎng)、壩體及相關(guān)排水防滲系統(tǒng)中發(fā)揮明顯的作用。本發(fā)明三維立體土工膜的尺寸均可以根據(jù)工程需要進(jìn)行廠家預(yù)制或現(xiàn)場(chǎng)加工，靈活方便，節(jié)約成本。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三維立體土工膜，其特征在于，其包括水平土工膜、第一焊腳、三角膜、第二焊腳、第三焊腳、第一豎向膜、第二豎向膜、第四焊腳，第一焊腳、第二焊腳、第三焊腳、第四焊腳都與水平土工膜焊接，三角膜的兩端分別與第一焊腳、第二焊腳固定，第一豎向膜的底端與第三焊腳固定，第二豎向膜的底端與第四焊腳固定。2.—種三維立體土工膜的制備方法，其特征在于，其包括以下步驟: 步驟一，先將兩塊水平土工膜疊在一起，保證邊緣完全重合，然后將兩塊水平土工膜通過(guò)土工膜焊接設(shè)備焊接； 步驟二，將焊接后的水平土工膜進(jìn)過(guò)翻折打開(kāi)形成第三焊腳、第一豎向膜、第二豎向膜、第四焊腳； 步驟三，將水平土工膜按壓痕翻折； 步驟四，先將三角膜以設(shè)計(jì)夾角放置在設(shè)計(jì)要求的水平膜上，保證邊緣貼合； 步驟五，將三角膜和水平土工膜通過(guò)土工膜焊接設(shè)備進(jìn)行焊接，通過(guò)改變?nèi)悄さ膴A角，調(diào)整三維立體土工膜的高度； 重復(fù)以上步驟，焊接完成工程設(shè)計(jì)所要求的數(shù)量，進(jìn)行施工鋪設(shè)。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種三維立體土工膜及其制備方法，三維立體土工膜包括水平土工膜、第一焊腳、三角膜、第二焊腳、第三焊腳、第一豎向膜、第二豎向膜、第四焊腳，第一焊腳、第二焊腳、第三焊腳、第四焊腳都與水平土工膜焊接，三角膜的兩端分別與第一焊腳、第二焊腳固定，第一豎向膜的底端與第三焊腳固定，第二豎向膜的底端與第四焊腳固定。本發(fā)明提高垃圾填埋場(chǎng)或防滲排水領(lǐng)域復(fù)合墊層的整體性，以盡量避免土工膜和土體界面之間出現(xiàn)的滑移、剪切、擠出及拉伸破壞等。該發(fā)明不僅保留了現(xiàn)有傳統(tǒng)水平土工膜的防滲功能，同時(shí)顯著提高了土工膜和土體之間的相互作用，使用這種立體土工膜能夠比較有效地預(yù)防垃圾填埋場(chǎng)或排水防滲系統(tǒng)墊層的滑移失穩(wěn)問(wèn)題。
【IPC分類】E02D3/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105239550
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510661695
【發(fā)明人】侯娟, 戴治恒, 李家正, 曾風(fēng)凡, 李 榮
【申請(qǐng)人】上海大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年10月15日