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填埋场粘土盖层失效控制问题是当前环境保护领域亟待解决的重大工程难题之一。粘土盖层处填埋场表层，受大气干湿循环作用脱水收缩遇水膨胀，容易发生开裂而导致防渗失效和失稳破坏等灾变难题。填埋场粘土盖层干缩湿胀的内在本质是粘土中亲水矿物与水的相互作用，以蒙脱石的作用效果最为明显。表面活性剂可通过改变物质的表面特性减弱水的影响，在填埋场粘土盖层开裂控制上应用潜力广泛。但由于对表面活性剂抑制填埋场粘土盖层开裂方面缺乏定量分析和系统性研究，其工程应用效果受到严重制约。因此，本文采用室内试验与理论分析相结合的研究方法，以表面活性剂CTAB（十六烷基三甲基溴化铵）为材料，研究了CTAB对不同蒙脱石含量下填埋场粘土防渗材料渗透力学特性的影响规律，定量分析了CTAB对填埋场粘土防渗材料开裂特性的抑制效果，确定了最佳的CTAB改良浓度，研究成果可为填埋场粘土盖层防渗失效控制提供理论指导和技术支持。 主要研究内容及成果如下: (1)采用膨润土和普通粘土比例混合的方式，分析了填埋场粘土防渗材料渗透力学特性随蒙脱石含量的变化规律:开展了不同蒙脱石含量下粘土的渗透特性、剪切特性及压缩特性研究，分析了粘土渗透力学特性的变化规律。结果表明:蒙脱石含量增加时，压缩系数a1-2和抗剪强度均升高，渗透系数降低。蒙脱石含量由4.7％增加到10.9％时渗透系数的降低幅度最大，可达到50％以上;蒙脱石含量主要通过影响粘聚力来改变粘土的抗剪强度。 (2)以不同蒙脱石含量的粘土为对象，探讨了CTAB对填埋场粘土防渗材料渗透力学特性的影响:基于渗透特性、剪切特性及压缩特性三个角度，探讨经CTAB改良后粘土渗透力学特性的变化规律。结果表明:经CTAB溶液改良后的粘土渗透系数和抗剪强度均增大，压缩系数a1-2降低。蒙脱石含量为29.6％的粘土改良后渗透系数可达10-8 cm/s级别，满足填埋场中粘土覆盖层的防渗要求，增大粘土中蒙脱石的含量可削弱改良对渗透特性的不利影响;CTAB主要通过影响粘聚力来提高土的抗剪强度，降低了填埋场粘土盖层失稳破坏的可能性;压缩系数a1-2降低使填埋场粘土盖层在施工过程中易于压实。 (3)通过定量对比分析改良前后粘土裂隙的演化特点，确定了CTAB对填埋场粘土防渗材料开裂特性的最佳改良浓度:通过裂隙率、节点个数、土块个数、裂隙走向四个指标，对比了经不同浓度CTAB溶液改良后填埋场粘土防渗材料的开裂情况。结果表明:CTAB能降低粘土的开裂程度，当CTAB溶液的浓度低于且最接近临界胶束浓度时（试验中为10-5 mol/L），改良效果最为明显。CTAB能降低水的表面张力，使液面曲率减小，进而减弱土颗粒受到的水平拉应力，最终达到抑制填埋场粘土盖层开裂的效果。