土工膜是一种薄塑料片（通常厚度小于0.3厘米），作为不透水屏障安装，以限制液体或气体从密封设施（例如市政垃圾填埋场、发电厂的煤灰蓄水池、堆浸垫和矿场的）泄漏.虽然安装土工膜是市政和一些工业环境的标准做法，但全球只有一小部分衬有土工膜，部分原因是到目前为止，对其性能的研究很少。

自20世纪中土工膜问世以来，随着聚合物化学和安装技术的进步，土工膜的特性和性能得到了显着改善。土工膜旨在抵抗因暴露于紫外线、极端温度和化学反应（包括氧化）而引起的退化，并且它们必须坚固且柔韧，以防止在折叠或承受重大负载时产生应力开裂。

土工膜是通过将聚合物树脂与抗氧化剂、稳定剂、增塑剂、填料、炭黑和润滑剂（作为加工助剂）等添加剂结合而制成的。这些添加剂通过保护聚乙烯免于降解来增强土工膜的长期性能。有几种土工膜类型，包括常用的高密度聚乙烯(HDPE)和线性低密度聚乙烯(LLDPE)土工膜。并非所有土工膜都是相同的，即使来自同一制造商也是如此；它们在聚合物添加剂和抗氧化剂、颜色以及物理特性（例如抗应力开裂性和使用寿命）方面有所不同。土工膜也可以定制混合以防止与密封材料发生反应。土工膜以几米宽的长板生产，可以在现场铺设并焊接成面板，或者在现场安装之前在工厂焊接在一起（即装配式土工膜）。

如今，许多环保工程都使用土工膜作为特定应用的屏障系统的一部分。例如，在垃圾填埋场屏障系统应由主要高密度聚乙烯(HDPE)土工膜衬里和次要压实粘土衬里或土工合成粘土衬里(GCL)组成。同样，除了HDPE土工膜外，垃圾填埋场还必须铺设含有机碳的粘土衬里衬里，连同渗滤液收集系统。

土工膜，因为它们会随着时间的推移而退化，并且可能在安装过程中被刺穿，或者被地基材料中的石头刺破。在放置覆盖土或尾矿后，它们还会在土工膜的褶皱或褶皱处产生应力裂缝。

地质工程中心的团队研究了土工膜在典型的模拟现场条件下的性能，以量化潜在渗漏。他们发现，通过直径达2cm的孔的泄漏小于5mL/s/km2，这比无衬里密封设施的泄漏低几个数量级。他们还发现有证据表明孔内和孔周围的尾矿和底衬中的细屑增加。土工膜进行了穿刺试验后，发现含有孤立石块的细粒地基可能比填充砾石地基导致更多的土工膜缺陷。他们还发现，当土工膜出现褶皱或褶皱、地基存在差异沉降以及覆盖土或尾矿的重量将土工膜拖下斜坡时，就会出现应力裂缝。

土工膜的颜色可能是其起皱倾向的重要因素。即使在中等温度下，黑色土工膜也会变得非常热，使其容易起皱或折叠，并在此过程中失去与其基础的接触。在相同的气温下，白色反光土工膜比黑色土工膜低21-23°C，并且白色土工膜不易起皱和产生应力裂缝。

当土工膜不再按设计充分容纳密封设施中的材料时，就达到了它的使用寿命。它的使用寿命取决于其聚合物类型和添加剂、暴露于紫外线、极端温度和化学反应，以及穿刺的可能性（主要是应力开裂）。有效屏障系统的关键是排水层和土工膜之间的保护层。保护层不仅可以降低安装和尾矿初始放置期间的短期穿刺风险，还有助于确保土工膜具有足够的使用寿命。