糙面HDPE土工膜糙面高度的重要性

高密度聚乙烯（HDPE）土工膜主要被應(yīng)用于如垃圾填埋場(chǎng)、礦、石油化工等工程的防滲系統(tǒng)。以垃圾填埋場(chǎng)為例，為了使填埋場(chǎng)庫容量達(dá)到最大化，填埋場(chǎng)的邊坡需要建得盡可能陡峭，而利用陡峭的自然山谷型地勢(shì)來建填埋場(chǎng)也十分普遍。一般光面HDPE土工膜表面光滑，表面剪切強(qiáng)度低，會(huì)使防滲系統(tǒng)中的邊坡存在不穩(wěn)定性，糙面HDPE土工膜由此應(yīng)運(yùn)而生。

大量的相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)了很多由于在填埋場(chǎng)邊坡使用光面土工膜而導(dǎo)致填埋場(chǎng)滑坡的案例（如圖1所示）。所以，現(xiàn)在垃圾填埋場(chǎng)的邊坡主要使用糙面HDPE土工膜，其表面摩擦系數(shù)較高，增強(qiáng)了邊坡使用時(shí)的穩(wěn)定性，避免了使用光面土工膜而產(chǎn)生的滑坡現(xiàn)象。

圖1 使用光面HDPE土工膜導(dǎo)致垃圾填埋場(chǎng)滑坡案例

   從這些滑坡的案例，我們可以得知，使用光面土工膜極易發(fā)生平移滑坡，而使用糙面土工膜可以大大減低滑坡的概率。 那么，糙面土工膜的糙面高度對(duì)于糙面土工膜又有什么重要意義呢？

   糙面土工膜和光面土工膜最大的不同，就是其表面的摩擦系數(shù)，而體現(xiàn)表面摩擦系數(shù)的一個(gè)重要指標(biāo)，就是土工膜表面剪切強(qiáng)度和摩擦角。

    為了研究糙面土工膜剪切強(qiáng)度和摩擦角與糙面高度之間的關(guān)系，加拿大索瑪公司和國際土工合成材料協(xié)會(huì)根據(jù)ASTM D5321做了大量的測(cè)試。測(cè)試發(fā)現(xiàn)， 糙面高度是能影響糙面土工膜的表面剪切強(qiáng)度和摩擦角重要參數(shù)。一個(gè)合適的糙面高度，將會(huì)增加糙面土工膜的剪切強(qiáng)度和摩擦角，使糙面土工膜在垃圾填埋場(chǎng)中的應(yīng)用更加的穩(wěn)定。

   圖2和圖3分別是糙面土工膜與各種不同的土工合成材料接觸，摩擦角、附著力和剪切應(yīng)力的變化曲線。可以清晰的看到，當(dāng)糙面土工膜的糙面高度從0.25毫米（10密爾）增加到0.5毫米（20密爾）時(shí)，土工膜與其它材料之間的的剪切強(qiáng)度和摩擦角顯著增加，而超過0.5毫米（20密爾）的糙面高度對(duì)剪切強(qiáng)度和摩擦角的影響減弱。因此，0.5mm的糙面高度是一個(gè)最佳的高度值。

圖2 糙面土工膜與各種不同的土工合成材料接觸，摩擦角和附著力的變化范圍

圖3 糙面土工膜和砂、粘土、土工布接觸的剪切應(yīng)力曲線

因此，在設(shè)計(jì)填埋場(chǎng)的邊坡防滲系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)首先考慮使用糙面HDPE土工膜。根據(jù)地形和邊坡的實(shí)際情況，可以在設(shè)計(jì)中要求較高的糙面高度。根據(jù)研究結(jié)果，我們可以看出，當(dāng)糙面高度從0.25毫米提高到0.5毫米，可以提高與不同材料間的摩擦角，從而可以提高填埋場(chǎng)邊坡的穩(wěn)定性。另外，在工程的施工和驗(yàn)收過程中，監(jiān)理單位也應(yīng)對(duì)使用的糙面HDPE土工膜的糙面高度進(jìn)行測(cè)試，確保達(dá)到設(shè)計(jì)時(shí)的技術(shù)要求。