CN116457533A - 使用机械接合的抗剪切土工膜 - Google Patents

Abstract

伸长的聚合物防渗土工膜片材，具有相反的第一表面和第二表面，带有多个间隔开的第一突出部，所述多个间隔开的第一突出部从第一表面延伸，所述第一突出部各自朝着远端范围处的尖头顶点逐渐变细，这些第一突出部用于机械接合被簇绒土工织物片材上覆的合成排水土工网片，并与聚集体内的相邻填充材料接触，由此该聚集体提高了对填充材料的聚集体的剪切破坏的抵抗力，并且减少了材料聚集应用的稳定破坏。公开了一种地面覆盖封闭系统。

Description

使用机械接合的抗剪切土工膜

技术领域

本发明涉及具有高剪切抗性的土工膜，以用于稳定所堆积的材料聚集体的堆或丘。更具体地说，本发明涉及抗剪切土工膜，其机械接合到上覆的织物衬垫以用于稳定粒状颗粒和固体材料的层、堆或堆积丘中的层状堆积聚集体，这些层容易受到平面剪切破坏，该平面剪切破坏是由于聚集体上的力载荷的缺乏或施加在土工膜上(尤其是在倾斜表面上)的剪切载荷引起的。

在本申请中，以下术语将被理解为具有所指定的定义：

废物场——是指土质护堤和堆积废物的场地，诸如，垃圾填埋场、磷石膏堆、受环境影响的土地、沥滤场、采矿废料和环境封闭结构或需要封闭或覆盖系统的材料堆；

人造草——是指至少一种土工织物(织造或非织造的)用一种或多种合成纱线或绳股加簇绒或针织而成的复合物，其具有草的外观；

土工膜——是指在废物场和陆域场行业中、出于衬垫的目的作为防渗片材而设置的结构化或纹理化的聚合物材料，诸如，高密度聚乙烯、极低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚氯乙烯。

背景技术

在广泛的结构应用中，会发现作为大量不同的部分而集合在一起的颗粒和固体材料的大面积的聚集体。这些应用包含垃圾填埋场和废物储存场、制造产品储存堆放区域和副产品废物储存和保持场、堆料、发电厂处置场、道路加固基础、挡土墙结构等。这些应用通常涉及颗粒和固体材料经常以倾斜的陆域场集合体或聚集体的堆积，但也可以是这些材料的基本平坦的层。例如，垃圾填埋场和废物场通常形成颗粒和固体材料的以层、堆和丘堆积的倾斜集合体，以用于长期储存和容纳。诸如用于道路的平坦结构和用于挡土墙结构的回填物通常具有颗粒和固体材料的堆叠层，这些层可以具有不同的材料特性，诸如，材料或颗粒类型、等级和层尺寸。

这些聚集体中的每一个都容易受到由剪切载荷引起的平面破坏。平面破坏可能导致灾难性的边坡破坏和崩塌状况，在这些状况下，聚集体内的材料在载荷下突然释放和移动。所述载荷可以由聚集体中的材料的质量从接合释放引起或由外力(特别是，例如，由穿过聚集体或穿过覆盖封闭系统的水流引起的液压剪切力，诸如由暴雨或竖直加速和减速力导致)引起，或由这种内部和外部载荷力的组合引起。

例如，垃圾填埋场和废物场通常开放许多年，以接收废物、采矿废料或发电厂废物和灰烬、填埋垃圾以及城市固体和液体废物。这种废物场通常具有从坡脚或基底上升到升高的顶点或顶峰的陡坡，这是因为随着时间的推移会产生废物的额外堆积。随着填充材料随着时间的堆积，高度通常可以达到坡脚以上几百英尺。虽然陡坡允许储存量呈几何增加，但陡坡经受非常高的剪切力。这些力响应于在分配给垃圾填埋场的区域的竖直部分内加载的填充材料而发生，并且也由降水和水流引起，诸如由废物场上的降雨引起，该降雨产生大量向下流到坡脚的水。陡坡常经受大量且快速的径流(run-off)。当达到特定场地的适当容量时，该场地封闭而不接收额外废物。封闭涉及在聚集体陆域场之上上覆不透水的地面覆盖物(诸如，土工膜)和合成排水系统。地面覆盖物限制水流入所集合的颗粒和固体材料中，以防止地下水位受到污染，而合成排水系统使水流出覆盖系统。地面覆盖物的设计和安装需要考虑覆盖物的稳定性，以便对场地进行长期封闭后覆盖。

垃圾填埋场的封闭系统使用由土壤(通常为18英寸到24英寸)覆盖的土工膜和合成排水系统，以用于在土壤表层上最终实现长草。土壤的重量或质量产生摩擦力，以抵抗剪切载荷和场地边坡破坏。合成排水系统是复合层状片材，该复合层状片材具有带有间隔开的开口的核心土工网片，并且由限制土壤填充上述开口的织物上覆层和位于待封闭的聚集场的上表面上的织物下伏层夹在中间。周围和环境水(诸如，来自雨水或雪)通过土壤渗透，并通过合成排水系统从覆盖的场地流出。然而，近年来，垃圾填埋场已用诸如簇绒织物背衬的人造草等轻质(比土体轻)土工合成材料覆盖。虽然人造草地面覆盖物有若干益处，但是这些覆盖物的重量不足以产生摩擦力以避免在高剪切载荷下在陡坡(例如，高达1:1的坡度)上滑动，这种高剪切载荷特别会在暴雨期间出现。并且，诸如道路和挡土墙回填聚集体等平面应用包含粒状材料、颗粒和土壤材料的堆叠层。这些结构为道路和安全挡土墙提供了基础。

为了提高对剪切载荷的抵抗力并因此提高对边坡破坏的抵抗力，设施通常包含在填充材料的相邻层之间的间隔开的土工膜片材。所插入的土工膜提供了与填充材料的相邻层的摩擦接合，由此聚集体变得相互连结并且稳定从而防止平面破坏。

虽然土工膜提供了对平面破坏的摩擦阻力和提高的聚集稳定性，但也有缺点。摩擦阻力可能不足以在载荷下保持填充材料，该载荷通常是极端载荷，诸如来自强降雨事件和洪水，该载荷与内部载荷组合从而对聚集体产生高剪切力。例如，上覆在陡坡地面上的轻质人造草或簇绒土工合成材料片材缺乏足够的质量或重量来产生表面间的摩擦接合，该表面间的摩擦接合抵抗会导致倾斜聚集体破坏和移动的剪切力。

因此，在本领域中需要一种改进的土工膜，该土工膜具有提高的剪切抗性，以用于使用围压的材料聚集应用的覆盖封闭，而表面暴露的层状材料原本无法实现该提高的剪切抗性。这就是本发明的主旨。

发明内容

本发明通过提供一种改进的土工膜来满足本领域的需要，该改进的土工膜用于抵抗材料聚集应用中的剪切载荷和减少材料聚集应用中的稳定破坏。该改进的土工膜包括：伸长的聚合物防渗片材，该伸长的聚合物防渗片材具有相反表面；带有多个间隔开的第一突出部，该多个间隔开的第一突出部从第一表面延伸，这些第一突出部机械接合、刺穿或穿透相应的土工织物片材，使得土工膜与聚集体内的相邻填充材料接触，由此该聚集体提高了对填充材料的聚集体的剪切破坏的抵抗力。

在另一方面中，本发明通过提供一种用于陆域场的覆盖封闭的地面覆盖系统来满足本领域的需要，该地面覆盖系统包括：伸长的聚合物防渗片材，该伸长的聚合物防渗片材具有相反的第一表面和第二表面，该伸长的聚合物防渗片材用于上覆在待封闭的地面上；带有多个间隔开的第一突出部，该多个间隔开的第一突出部从第一表面延伸。第一突出部各自朝着远端范围处的尖头顶点逐渐变细。用于上覆在伸长的聚合物防渗片材的第一表面上的覆盖物，这些第一突出部用于机械接合、刺穿或刺透该覆盖物。在覆盖设施时，聚集体提高了对填充材料的聚集体的剪切破坏的抵抗力，以减少聚集体陆域场中的材料的稳定破坏。

在另一方面中，本发明提供了一种用于覆盖封闭的聚集体覆盖系统，该聚集体覆盖系统包括：衬垫片材，该衬垫片材具有相反的第一表面和第二表面，该衬垫片材用于上覆在待封闭的聚集体表面上；以及多个间隔开的尖刺，该多个间隔开的尖刺从第一表面延伸，每个所述第一突出部朝着远端范围处的相应尖头顶点逐渐变细。背衬片材的簇绒土工合成材料用纱线加簇绒，以限定从背衬片材延伸的人造草叶的多个间隔开的簇绒，从而作为上覆在衬垫片材的第一表面上的覆盖物，由此所述尖刺用于机械接合背衬片材，以在剪切载荷期间抵抗簇绒土工合成材料的移动，而簇绒土工合成材料摩擦接合聚集体表面。该聚集体提高了对填充材料的聚集体的剪切破坏的抵抗力，以减少聚集体陆域场中的材料的稳定破坏。

在如上所述的土工膜中，第一突出部间隔开以具有第一密度。

在如上所述的土工膜中，替代实施例进一步包括从第二相反表面延伸的多个间隔开的第二突出部。

在如上所述的土工膜中，其中，第二突出部间隔开以具有第二密度。

如上所述的土工膜，其中，第一突出部和第二突出部从相应表面相对于相应表面延伸约10密耳到约100密耳的范围，并且优选该范围为约40密耳。

如上所述的土工膜，其中，第一突出部是尖刺、棘刺或尖头销、球形突出物、柱、延伸构件或具有远端尖头尖端的突出部、成角度的尖端构件，以用于与相邻的上覆片材机械地刺穿或刺透式地接合。

如上所述的土工膜，其中，第二突出部是尖刺、棘刺或尖头销、球形突出物、柱、延伸构件或具有远端尖头尖端的突出部、成角度的尖端构件，以用于与所集合的颗粒和固体材料的暴露表面层进一步机械地刺穿或刺透式地接合。

如上所述的土工膜，其中，相应第一突出部的范围为第一长度，并且相应第二突出部的范围为第二长度，第一长度不同于第二长度。

如上所述的土工膜，其中，至少第一突出部具有在相对于土工膜的表面的垂线上定向的轴线。

如上所述的土工膜，其中，至少第一突出部具有相对于表面的垂线以斜角定向的轴线。

如上所述的土工膜，其中，第一突出部的轴线的斜角为约1度到约45度，优选为约5度到约20度，并且更优选为约10度到约15度。

如上所述的土工膜，其中，土工膜具有抵抗剪切载荷的界面剪切强度。

在结合图示了改进的土工膜的各种实施例的附图阅读具体实施方式后，改进的土工膜和覆盖系统的目的、优点和特征将变得显而易见。

附图说明

图1A图示了根据本发明的土工膜的第一实施例的立体图。

图1B图示了根据本发明的土工膜的第二实施例的立体图。

图1C图示了根据本发明的土工膜的第三实施例的立体图。

图2图示了图1A所图示的土工膜的截面图。

图3图示了图1B所图示的土工膜的详细截面图。

图4图示了用于限定尖刺的抓持顶点的制造效果的示意图，这些尖刺形成为与图1A到图1C所图示的土工膜一起使用。

图5图示了图1A中具有纹理化表面的土工膜的替代实施例的立体图。

图6图示了根据本发明的聚集应用的分解截面图，该聚集应用使用与织物上覆层机械接合的土工膜，以用于聚集体稳定并且抵抗剪切力破坏。

图7图示了在陆域场上使用合成排水组件的聚集应用的倾斜表面的截面图，该合成排水组件被大块材料土壤上覆以用于保持合成排水组件与被上覆的表面之间的摩擦接合。

图7A图示了具有土工复合织物/土工网/织物结构的合成排水组件的详细部分的立体图。

图8图示了根据本发明的聚集应用的分解截面图，该聚集应用使用本发明的土工膜以与土工网的改进的合成排水系统机械接合并且摩擦接合，以用于聚集体稳定并且抵抗剪切力破坏。

图9图示了根据本发明的聚集应用的分解截面图，该聚集应用使用本发明的土工膜以与轻质簇绒土工合成材料机械接合并且摩擦接合，以用于聚集体稳定并且抵抗剪切力破坏。

图10图示了根据本发明的聚集应用的分解截面图，该聚集应用使用本发明的土工膜以与轻质簇绒土工合成材料机械接合并且摩擦接合，以用于聚集体稳定并且抵抗剪切力破坏。

具体实施方式

参考附图，其中相同部分具有相同附图标记，图1A图示了根据本发明的土工膜20的立体图。土工膜20是聚合物挤出伸长片材，其具有相反的表面22、24，并且通常具有明显大于厚度的长度和宽度。多个间隔开的第一突出部或尖刺26从第一表面22延伸而布满土工膜。如下文所论述，第一表面上的突出部26在相应土工织物片材上方(或下方)机械接合相应土工织物片材，这些土工织物片材是相邻的聚集体填充材料，由此填充材料的聚集体提高了对剪切力的抵抗力。例如，土工膜20可以作为以下结构安装：垃圾填埋场的防渗衬垫、垃圾填埋场的场地封闭系统的上覆部件、路面下表面中的稳定基础层或挡土墙结构的回填物中的稳定层。

图1B图示了根据本发明的土工膜20b的第二实施例的立体图。土工膜20b与土工膜20的不同之处在于多个间隔开的第二突出部28从第二相反表面24延伸。突出部26、28可以是各自具有远端尖头顶点29的锥形尖刺，诸如，延伸尖端、棘刺、销、球形突出物、柱、延伸构件、具有远端尖头尖端的突出部、成角度的尖端构件或其它形状的延伸构件，它们可以接合、刺穿或刺透填充材料、土工织物片材、土壤、废物或陆域场处的填充材料的一部分。突出部26可以不同于突出部28。

图1C图示了根据本发明的土工膜20c的第三实施例的立体图。土工膜20c与土工膜20的不同之处在于第二相反表面24的纹理化。因此，土工膜20c使用从第一侧延伸的突出部26，而相反的第二侧可以是纹理化的，或者替代地是光滑的，而没有从第二侧延伸的突出部。

参考图2，在所图示的实施例中，突出部26是各自从表面22到顶点29呈圆锥形逐渐变细的圆锥形伸长构件或尖刺。顶点29优选限定用于刺透式地接合表面(诸如，如下文所论述的土工织物片材的后表面)的尖头尖端。出于图示的目的，图2的比例被夸大，因为突出部26延伸约10密耳到约150密耳，并且优选约40到120密耳，并且更优选约100密耳。尖刺26限定了土工膜的表面上的相对小的延伸的纹理化的存在。尖刺26的基底具有约25密耳到约100密耳、优选约40密耳到约85密耳、更优选约60密耳的直径。图1B的替代实施例中所图示的突出部28是从底表面24延伸的类似的圆锥形伸长构件或尖刺。第一突出部26的间距(或分布密度)可以选择性地与第二突出部28的间距(或分布密度)相同或不同。突出部26、28的间距可以是从约1个突出部/平方英尺到约60个突出部/平方英尺，更优选是从约25个突出部/平方英尺到约50个突出部/平方英尺，并且更优选是约36个突出部/平方英尺(在这种实施例中，相邻突出部26、28的间距(纵向和横向)为2英寸)。然而，优选实施例可以具有少至一到五个尖刺/平方英尺。通过考虑土工膜20与待机械接合的材料(诸如，下文论述的土工织物或人造草或草皮片)之间所需的界面阻力来导出特定间距(以及因此每平方英寸的突出部数量)，以维持簇绒土工织物不会相对于土工膜滑动，并且尤其是在降水和洪水状况期间来自水流的高液压剪切力下如此，并且特别是在所覆盖的地表的陡坡的下部部分附近如此。大体上，较少且较高的突出部26、28优选用于延伸到合成排水层中并机械接合、刺透或穿透合成排水层，该合成排水层诸如在包含人造草或簇绒土工合成材料的上覆层的地面覆盖物实施例中。

土工膜20优选由极低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)或聚氯乙烯制成。

所图示的实施例提供了对颗粒和固体材料的聚集体的滑动(诸如，在聚集体的层之间发生的滑动或倾斜表面的滑动)的界面阻力。在下文在图9中论述的覆盖应用中，多个第一突出部26抓持地接合被簇绒土工织物片材(诸如，轻质土工复合排水系统和人造草皮)上覆的合成排水层，并限制填充材料相对于土工膜20的侧向移动。在图1B的实施例中，多个第二突出部28进一步抓持地接合表面(诸如，地面或填充材料)。在所图示的实施例中，1到36个突出部26/平方英尺的密度提供了如下的机械接合界面阻力，该机械接合界面阻力足以保持被上覆的簇绒土工织物而防止其移动，并允许摩擦力限制填充材料相对于土工膜20的侧向移动(尤其是在陡坡上)。替代实施例可以具有较低或较高的突出部26密度，例如低至一个(1个)突出部/平方英尺。本发明提供了突出部26，这些突出部机械接合以固定覆盖物(诸如，簇绒土工合成材料)而防止其移动，并且协作允许覆盖物的质量产生抵抗剪切力(这些剪切力导致聚集体的移动和边坡破坏)的摩擦力，否则这种轻质合成覆盖物产生不充分的摩擦接合。

定向尖刺土工膜

图3图示了土工膜20的放大的截面图，该土工膜具有从第一表面22延伸的间隔开的第一突出部或尖刺26。在所图示的实施例中，突出部26定向成具有与片材的纵向相反的倾角。挤出过程在挤出的土工膜20冷却之前使突出部26变形。突出部26的倾角在相对的压延辊之间压延挤出的片材期间形成的，这些压延辊限定了在覆盖系统中使用时协作产生剪切抗性的尖刺或突出部。该过程在挤出的片材上施加拉力、略快于片材从挤出模具挤出到一对相对的压延辊之间的间隙的进给速率。这使突出部26相对于垂直轴线略微变形，以具有相对于表面22的垂线小于90度的倾斜轴线。因此，在说明性实施例中，倾斜突出部在突出部中具有倾斜边缘，以使得突出部充当齿，例如，以抓住土工织物片材的底表面的一部分或合成排水层的一部分，以用于土工膜与所接合的层(土工织物片材或合成土工复合排水层或人造草皮)之间的机械高强度接合，并且因此在材料聚集应用中提供填充材料的稳定。土工膜20b的第二实施例类似地形成具有相应尖端29的倾斜突出部28。

如图3所图示，突出部26是具有截面斜角α的倾斜尖刺，其中倾斜边缘相对于表面的垂线成角度。因此，定向尖刺具有相对于表面的垂线的倾斜度或角度α。如图4示意性地图示，倾角α是约1度到约45度，优选是约5度到约20度，并且更优选是约10度到约15度。顶点29由此限定了用于接合织物或土工织物的成角度的尖头尖端。多个尖刺26在织物或土工织物上协作分配载荷，以抵抗相对于土工膜20的滑动。

图5图示了土工膜片材20a的替代实施例，其中至少一个表面66限定了大体上由68表示的纹理，诸如，突出部28之间的凸脊和凹谷。表面22、24中的一者或两者可以具有纹理68。

聚集应用

如上所述，土工膜20可以用于提供对高剪切力的抵抗力，这些高剪切力可能出现在材料聚集应用中，诸如在包含垃圾填埋场和废物场运营的丘状或层状填入物聚集应用中，这些聚集应用包含将土工膜用作场地衬垫或用于封闭垃圾填埋场的覆盖系统的部件。在涉及用于封闭覆盖的坡地的这种应用中，土工膜20优选定向成使尖刺26的尖头顶点29与诱发沿着坡地向下的滑动的力相反而面向上坡，但是也可以定向成面向下坡或在倾斜表面上横向。在其它应用中，土工膜20可以作为挡土墙的层状回填物中的稳定层而安装，或者作为道路应用中的基础层而安装。图6图示了材料聚集应用70的分解的详细截面图，其中土工膜20之一机械接合到织物或土工织物片材72，以用于抵抗剪切力并增强材料聚集体70中的填充材料74的稳定。并且，如图所示，土工膜20可以机械接合下部土工织物片材76。材料聚集场的下部部分可以替代地包含诸如较小颗粒材料等过渡层78和上覆在地面82上的衬垫80(优选不透水流)。

土工织物片材72包括织造或非织造织物。在所图示的实施例中，土工织物片材72是非织造的，但是可以用经纱和纬纱织造。土工织物片材72的重量基础或质量为约3盎司/平方码到约16盎司/平方码，更优选为约6盎司/平方码到约9盎司/平方码，并且优选为约6到8盎司/平方码。

图7图示了聚集应用90的表面的倾斜部分的截面图，该聚集应用诸如是用大体上由91表示的现有技术封闭系统覆盖的陆域场上的丘状垃圾填埋场。垃圾填埋场场地用覆盖封闭系统91封闭，该覆盖封闭系统使用合成排水组件92，该合成排水组件被大块材料94上覆以用于保持合成排水组件与被上覆的表面之间的摩擦接合。图7A图示了合成排水组件92的详细部分的立体图，该合成排水组件具有合成网格95，该合成网格具有附接的上覆的可渗透织物层96和下伏的不可渗透层98。合成网格95限定了穿过其中的多个间隔开的开口100。大块材料94通常包括上覆在合成排水组件92上的一层泥土，通常为18英寸到24英寸。作为大块材料94的泥土在合成排水层与聚集体之间产生摩擦力，该摩擦力抵抗了边坡破坏。大块材料94将合成排水组件92加载在表面上，并试图抵抗场地覆盖系统的滑动。周围的或环境的水(诸如，降雨)通过泥土层并沿着网格94渗透到排水系统。虽然加载了大块材料94，但还是会发生滑动。

图8图示了根据本发明的聚集应用110的分解截面图，该聚集应用使用土工膜20以与上覆在合成排水系统112上的大块材料94的陆域场覆盖系统机械接合并且摩擦接合，以用于聚集体稳定并且抵抗剪切力破坏。在此所图示的实施例中，大块材料94包括一层土壤或泥土，但其体积小于图6所图示的场地应用中所需的体积。合成排水系统112包括合成网格95和织物层96，该织物层用于防止泥土填充网格中的开口100。限定尖刺20(在剖开的详细视图中图示)的顶点与合成排水层95机械地相互接合，并且覆盖土壤94为土工膜20与放置在陆域场中的聚集材料的表面的摩擦接合提供质量。

图9图示了根据本发明的聚集应用120的分解截面图(部分剖开)，该聚集应用使用土工膜20以与被人造草或簇绒土工合成材料122上覆的作为合成排水系统的网格95机械接合，以用于聚集体稳定并且抵抗剪切力破坏。簇绒土工合成材料122包括织物背衬124，该织物背衬用伸长纱线加簇绒，以限定人造草叶126的多个间隔开的簇绒125。簇绒125在它们之间限定了空隙128。土工膜20的尖刺26机械地抓持地接合被作为覆盖系统的簇绒土工合成材料122覆盖的土工网格95。替代地，如图所示，簇绒土工合成材料122可以用颗粒、沙粒、沙粒和水泥材料的组合等的上填物130来加重。上填物130遮蔽簇绒125免受UV退化，并为土工膜与陆域场的聚集体的易滑动覆盖物之间的进一步摩擦接触提供质量。

背衬片材124可以是织造或非织造织物，并且可以包括一个或多个一起加簇绒的单独片材。背衬片材20的重量基础或质量可以是约6盎司/平方码到约24盎司/平方码。簇绒纱线交织穿过背衬，以限定作为草状叶片126从土工合成材料122延伸的间隔开的多行簇绒125。簇绒125加簇绒的间距在约1/4英寸到1英寸的范围内，优选为1/2英寸。叶片126从背衬片材124延伸约1/2英寸到约4英寸并且更优选约1英寸到约1.5英寸。相邻叶片126限定了空隙128。空隙128选择性地将分布的粒状填入物130接收到填充平面(优选小于且不大于大致由叶片126的远端范围限定的最大范围)。背衬片材124由聚合物材料形成，该聚合物材料抵抗在土工合成材料20中产生升温的阳光照射，并且抵抗阳光中的紫外线(UV)辐射，紫外线辐射会使背衬片材和簇绒叶片退化。聚合物纱线进一步在经受低温时不应该变脆。用于背衬片材124的纱线的颜色选择优选为黑色和/或灰色纱线。簇绒纱线的颜色选择是绿色或棕色，以模拟草簇126。例如使用相应比例的第一、第二或更多颜色的纱线，该簇绒可以组合地加簇绒以更接近地模拟要覆盖的区域。进一步地，用于织造以形成背衬片材的纱线的聚合物材料或用于非织造背衬片材的聚合物纺粘物包含抗UV添加剂，诸如，HALS和炭黑。该聚合物被选择成为土工织物20提供高剪切强度抵抗力。背衬片材的抗拉强度较强，在约1,000磅/英尺到约4,000磅/英尺的范围内。

覆盖系统可以有益地使用被接收在簇绒125之间的空隙128内的粒状填入物130。填入物130是与簇绒24的延伸叶片126协作以遮蔽背衬片材22的粒状材料，并进一步增强与簇绒土工合成材料覆盖物产生的摩擦力。填入物130填充到背衬片材124上和空隙128内，由此优选填充到大致第二范围，该第二范围通常小于土工合成材料的填充平面。填入物130与叶片126协作以遮蔽背衬片材124而免受UV照射和退化。填入物38可以是沙粒材料，并且进一步特别地可以包括独立于沙粒载体混合物的阻燃添加剂或产品，诸如，非卤化氢氧化镁粉末、硅酸盐(包含硅酸钾、硅酸钙和硅酸钠)或其它原位灭火或耐火材料。

图10图示了用于水平或基本水平的聚集体或地面的替代实施例130。根据本发明，土工膜20的尖刺26与人造草簇绒土工合成材料122的背衬124机械地刺透式地接合，以用于聚集体稳定并且抵抗剪切力破坏。如图所示，簇绒土工合成材料122可以替代地包含额外质量的颗粒填入物130，该颗粒填入物进一步提供UV遮蔽以减少簇绒土工合成材料122的退化，并增强轻质簇绒土工人造草122的摩擦力的产生。土工膜20的尖刺26抓持地机械接合作为覆盖系统的被上覆的簇绒土工合成材料122的背衬124。该机械接合抵抗土工合成材料在剪切载荷下的移动，由此该质量产生摩擦接合以抵抗聚集体滑动或移动。对于水平或稍微倾斜的表面，环境水穿过填入物和背衬124，以在土工膜的上表面上的、在该上表面与该土工膜之间的空隙中行进。尖刺26以覆盖关系保持簇绒土工合成材料122，并且虽然因而稳定而不移动，但簇绒土工合成材料产生摩擦接合以抵抗剪切力。在水平或稍微倾斜的表面的替代应用中，填入物130进一步遮蔽簇绒土工合成材料122免受UV退化，而且增强了摩擦接合，该摩擦接合由尖刺26协作增强以抵抗剪切载荷。

上文公开了一种用于抵抗材料聚集应用中的剪切载荷和减少材料聚集应用中的稳定破坏的改进的土工膜，该土工膜包括：具有相反表面的伸长的聚合物防渗片材；带有从第一表面延伸的多个间隔开的第一突出部，该多个间隔开的第一突出部用于机械接合被相应土工织物片材上覆的合成排水系统，并与聚集体内的相邻填充材料接触，由此该聚集体提高了对填充材料的聚集体的剪切破坏的抵抗力。虽然已特定参考各种实施例描述了本发明，但是可以在不脱离随附权利要求书所述的本发明的精神和范围的情况下进行变化和修改。

Claims (23)

1.一种土工膜，用于抵抗在材料聚集应用中的剪切载荷和减少材料聚集应用的稳定破坏，所述土工膜包括：

伸长的聚合物防渗片材，所述伸长的聚合物防渗片材具有相反的第一表面和第二表面；

多个间隔开的第一突出部，所述多个间隔开的第一突出部从所述第一表面延伸；

所述第一突出部朝着远端范围处的尖头顶点逐渐变细，并且所述第一突出部相对于从所述顶点到所述第一表面的垂线以一斜角倾斜，所述第一突出部用于机械接合相应的土工织物片材而与聚集体内的相邻填充材料接触；

由此所述聚集体提高了对填充材料的所述聚集体的剪切破坏的抵抗力。

2.根据权利要求1所述的土工膜，其中，所述斜角是约1度到约45度。

3.根据权利要求1所述的土工膜，其中，所述斜角是约5度到约20度。

4.根据权利要求1所述的土工膜，其中，所述斜角是约10度到约15度。

5.根据权利要求1所述的土工膜，进一步包括从相反的所述第二表面延伸的多个间隔开的第二突出部。

6.根据权利要求5所述的土工膜，其中，所述第一突出部间隔开以具有第一密度，并且所述第二突出部间隔开以具有第二密度。

7.根据权利要求5所述的土工膜，其中，所述第一突出部的范围为第一长度，并且所述第二突出部的范围为第二长度，所述第一长度不同于所述第二长度。

8.根据权利要求1所述的土工膜，其中，所述第一突出部从相应表面延伸约10密耳到约100密耳的范围。

9.根据权利要求1所述的土工膜，其中，所述第一突出部从所述第一表面延伸约40密耳。

10.根据上述权利要求所述的土工膜，其中，所述多个突出部提供界面剪切强度以抵抗剪切载荷。

11.一种用于陆域场的覆盖封闭的地面覆盖系统，所述地面覆盖系统包括：

伸长的聚合物防渗片材，所述伸长的聚合物防渗片材具有相反的第一表面和第二表面，所述伸长的聚合物防渗片材用于上覆在待封闭的地面上；

多个间隔开的第一突出部，所述多个间隔开的第一突出部从所述第一表面延伸，每个所述第一突出部朝着远端范围处的相应尖头顶点逐渐变细；以及

覆盖物，所述覆盖物用于上覆在所述伸长的聚合物防渗片材的所述第一表面上，所述第一突出部用于机械接合所述覆盖物，

由此所述聚集体提高了对填充材料的所述聚集体的剪切破坏的抵抗力，以减少聚集体陆域场中的材料的稳定破坏。

12.根据权利要求11所述的地面覆盖系统，其中，所述覆盖物包括机械排水组件和用于上覆在所述机械排水组件上的一层泥土材料。

13.根据权利要求12所述的地面覆盖系统，其中，所述机械排水组件包括被非织造层上覆的网片，由此所述第一突出部用于机械接合所述网片。

14.根据权利要求11所述的地面覆盖系统，其中，所述覆盖物包括：

合成排水层，所述合成排水层用于上覆在陆域场的聚集体上；以及

土工织物，所述土工织物包括用多根纱线加簇绒的织造背衬，所述纱线限定了从所述背衬延伸的模拟草叶的多个间隔开的簇绒，在所述土工织物上覆在所述第一表面上时，所述第一突出部机械接合到所述织造背衬的后表面而抵抗剪切载荷下的土工织物移动，以使被上覆的聚集体摩擦稳定。

15.根据权利要求14所述的地面覆盖系统，进一步包括填入物，所述填入物在所述背衬片材的上表面上被接收在由所述间隔开的簇绒限定的空隙内。

16.根据权利要求11所述的地面覆盖系统，其中，所述覆盖物包括土工织物，所述土工织物包括用多根纱线加簇绒的织造背衬，所述纱线限定了从所述背衬延伸的模拟草叶的多个间隔开的簇绒，在所述土工织物上覆在所述第一表面上时，所述第一突出部机械接合到所述织造背衬的后表面。

17.根据权利要求11所述的地面覆盖系统，其中，所述斜角是约1度到约45度。

18.根据权利要求11所述的地面覆盖系统，其中，所述斜角是约5度到约20度。

19.根据权利要求11所述的地面覆盖系统，其中，所述斜角是约10度到约15度。

20.根据权利要求11所述的地面覆盖系统，其中，所述第一突出部从相应表面延伸约10密耳到约100密耳的范围。

21.根据权利要求11所述的地面覆盖系统，其中，所述第一突出部从所述第一表面延伸约40密耳。

22.根据权利要求11所述的土工膜，进一步包括从相反的所述第二表面延伸的多个间隔开的第二突出部。

23.一种用于覆盖封闭的聚集体覆盖系统，包括：

衬垫片材，所述衬垫片材具有相反的第一表面和第二表面，所述衬垫片材用于上覆在待封闭的聚集体表面上；

多个间隔开的尖刺，所述多个间隔开的尖刺从所述第一表面延伸，每个所述第一突出部朝着远端范围处的相应尖头顶点逐渐变细；以及

背衬片材的簇绒土工合成材料，所述簇绒土工合成材料用纱线加簇绒，以限定从所述背衬片材延伸的人造草叶的多个间隔开的簇绒，从而作为上覆在所述衬垫片材的所述第一表面上的覆盖物，由此所述尖刺用于机械接合所述背衬片材，以在剪切载荷期间抵抗所述簇绒土工合成材料的移动，而所述簇绒土工合成材料摩擦接合所述聚集体表面，

由此所述聚集体提高了对填充材料的所述聚集体的剪切破坏的抵抗力，以减少聚集体陆域场中的材料的稳定破坏。