土工膜的应用现状及未来发展趋势

土工膜作为一种发展近百年的防渗材料，积累了 大量的工程经验。其具有延展性强、适应变形能力 高、耐腐蚀、耐低温、抗冻性能好等优点［1］。土工膜按 发展顺序可分为：现有土工膜、改良型土工膜和新型 土工膜。 现有土工膜基于热固化反应，可分为常规土工膜 和复合土工膜，两种土工膜均在工厂中预制而成，再 通过车辆运输至施工现场，进行人工拼接、安装，常用 的拼接方法有热熔焊接法、胶黏法。现有土工膜的缺 点是制作及施工复杂、造价高、耗时高，且易发生穿透 破坏和接缝破坏。 改良型土工膜常通过细钉对现有土工膜加肋，加 肋材料与现有土工膜材料一致，能显著提高界面剪切 强度等性能。但改良型土工膜仅在现有土工膜的基 础上进行改造，依旧需要在工厂中预制而成，再通过 车辆运输至现场，进行人工拼接、安装。改良型土工 膜仅改良了现有土工膜的某些性能，现有土工膜的缺 点依旧保留。 新型土工膜一般指光固化土工膜，它结合了目前 材料领域、化学领域一种更先进的材料制造方法，即 将不饱和单体、光引发剂和碳黑粉3种原材料按一定 比例混合均匀，再通过特定波长的紫外光照射，即可 生成大面积的光固化土工膜。光固化土工膜拥有施 工快速简单、安全无污染等优点，且避免了接缝破坏， 是目前的研究热点。

现有土工膜的类型 现有土工膜分为常规土工膜和复合土工膜。 1.1.1 常规土工膜 聚合物、沥青和合成橡胶是传统土工膜的主要原材料。 材料，主要是聚合物。高分子土工膜生产厂家 有吹塑、压延和挤出三种方法。 常规土工膜按聚合物种类划分，主要可分为聚合物土工膜 氯乙烯（PVC）土工膜、聚乙烯（PE）土工膜及高密度 聚乙烯（HDPE）土工膜，其物理力学指标如表1 显示。

PVC土工膜的密度、熔点和拉伸强度 学位是三者中最大的。优点是在施工和运营过程中， 土工膜能承受较大的拉应力，不易损坏，具有较好的性能 适应极端高温条件；缺点是各土工膜之间有焊接 困难，且由于密度过大，相同体积的土工膜需要更多 车辆运输，这将导致成本增加和效率下降。 HDPE土工膜的密度和熔点是三者中最低的，并且耐腐蚀 拉伸强度中等，断裂伸长率最高。优点是由于密度低， 运输成本降低，效率提高；断裂伸长率高 明HDPE土工膜具有优良的成型性、良好的抗冲击性、低熔点 表明各土工膜之间的焊接是容易的。缺点是熔点最低， 不能在极端高温条件下使用。另外，HDPE是一种结晶性 高度非极性热塑性树脂，耐化学品。 当料场化学成分不确定时，可优先选用HDPE土。 工业薄膜。 三者中，PE土工膜的密度、熔点和断裂伸长率较低。 速率中等，拉伸强度最低。 PE土工膜的优点是运输方便，因此 成本低，工作效率高。介质熔点代表每块土壤。 工业薄膜易于焊接，能适应极端温度条件，断裂伸长率中等。 等表明PE土工膜具有良好的成型性和一定的抗冲击性能。 单击性能。缺点是抗拉强度最低，PE土工膜有 在使用过程中，其所能承受的拉应力有限，容易发生损坏。

复合土工膜是在传统土工膜的基础上经过一些改进 将土工布附着在常规土工膜上的具体制造方法 如上所述，形成复合形式的土工膜。复合土工膜的制造方法 有铸造和压延两种。常用的复合土工膜有一布一膜二 拍电影。 由于土工布的添加，复合土工膜比传统土工膜性能更好 具有较高的抗拉强度，土工布起土工膜保护作用 层，可以大大增强土工膜的抗破坏能力。此外，复合土 土工膜的界面剪切性能也优于常规土工膜。对于较厚的 土工布、复合土工膜还具有沿织物平面延伸的能力。 内部输送水和空气的能力。 1.2 土工膜常用添加剂 在土工膜生产过程中，除了主要的聚合物原料 材料，并常添加一定比例的其他原材料，以改善岩土工程 对于膜的某些性能，这些其他原材料称为添加剂。 土工膜常用的添加剂包括炭黑粉、增塑剂和增强剂。 而稳定剂，最常用的添加剂是炭黑粉。土工膜工程 是野外施工现场常使用的高分子材料，抗紫外线 辐射会加速土工膜的老化，降低土工膜的耐久性，使土工膜 工业膜在运行过程中受损，失去防渗性能。炭黑粉 作为添加剂，它具有吸收紫外线的能力。经过研究，可以 据了解，2%质量分数的炭黑粉可提高土工膜的抗老化能力 提高了30倍。