土工合成材料在地基处理中的应用讲解学习

土工合成材料在地基处理中的应用

土工合成材料出现被誉为岩土工程的一次革命，它以优越的性能和丰富的产品型式在工程建设中找到了用武之地，在地基处理工程中也发挥了重要的作用。

1 概述

土工合成材料（Geosynthetics）是一种新型的岩土工程材料，是岩土工程应用的合成产品的总称。它以人工合成的高分子聚合物为原料，如合成纤维、合成橡胶、合成树脂、塑料或者一些天然的材料，讲它们制成各种类型的产品，置于土体内部、表面或各层土体之间，来改善土体性能或保护土体。

现今，土工合成材料已经广泛应用于水利、建筑、公路、铁路、海港、环境、采矿和军工等领域，其种类和应用范围还在不断发展扩大。今天我们提到土工合成材料主要有六大功能：排水、反滤、加筋、隔离、防渗和防护，除此还有约束和减载作用等。在实际工程应用中，往往是一种功能起主导作用，而其他功能也相应地不同程度地起作用。

土工合成材料的种类繁多，早期主要有透水的土工织物、不透水的土工膜两类。近年来，大量其它类型的土工合成材料纷纷涌现，如土工格栅、塑料排水带、土工格室、土工网、土工模袋、三维植被网、土工织物膨润土垫等。

（1）土工格栅。土工格栅是一种以塑料为原料加工形成的开口的、类似格栅状的产品，具有较大的网孔，可以在一个方向或两个方向上进行定向拉伸以提高力学性能，多用于加筋。除塑料格栅外，还有编织格栅，即用众多的纤维形成纵向和横向肋条，中间有较大的开口空间。编织格栅采用的原料是聚酯，上面涂有一些保护材料，如PVC、乳胶或沥青。此外，还有玻纤格栅，它是一种编织格栅。

（2）土工格室。土工格室一般用长12.5cm、宽75～200mm、厚1.2mm的高密度聚乙烯条制成，条间沿宽度用超声波焊接，焊缝间距约为300mm。在加筋地基现场像手风琴一样展开，展开的面积达10m×5m，每块面积中含有数百个独立的格室，每格直径约200mm。在格室中充填砂砾料，振动压实后构成加筋垫层。

与土工格室垫层相比，用土工格栅可连接成平面上呈方形或三角形的空格，填充粗粒料形成更厚的垫层。

土工合成材料的分类是一个动态发展的过程，当一种新产品的应用得到广泛承认后，土工合成材料的家族也就增加了新的一员。

2 基本原理

2.1 概述

土的抗拉能力低，甚至为零，抗剪强度也有限。在土体中放置了筋材，构成了土－筋材的复合体，当受外力作用时，将会产生体变，引起筋材与周围土之间的相对位移趋势，但两种材料之间界面上有摩擦阻力（和咬合力），限制了土的侧向位移，等效于给土体施加了一个侧压力增量使土的强度和承载力都有提高。

2.2 筋材的应力传递

筋材一般被水平地铺在土中。当高抗拉强度、高抗拉模量的筋材和土的复合体在荷载下发生变形时，通过二者界面引起应力传递，主要传递方式有二：依靠表面摩擦和依靠横杆的被动阻力。

依靠表面摩擦的应力传递

筋材相对于上下土料位移时（抗拔情况），二者上下面的摩阻力f F 为： f F ＝2bL v σtan sg ? (1) 如筋材相对于上或下单界面位移时（剪切情况），则摩阻力f F 为： f F ＝b ·L v σtan sg ? (2) 两式中 b 、L — 筋材的宽度与长度；

v σ—作用于筋材上的法向应力；

sg ?—土与筋材的摩擦角。抗拔情况下应通过抗拔实验求得；剪切情况可通过直剪实验求得。

一般情况下， sg ?是土的内摩擦角的0.6～0.8倍。

式（1）和（2）表明，sg ?、v σ愈大，能传递的f F 愈大，但它最大不能超过筋材的极限抗拉强度。筋材表面越粗糙，周围土颗粒越粗和带有棱角，则sg ?越高，即f F 还主要取决于筋材表面及周围土的性质。

一、依靠筋材横杆被动土抗力的应力传递

这种应力传递中只出现于格栅类筋材中，如由纵肋和横杆所构成的土工格栅，在土中铺设土工格栅筋材时，一般肋的方向和土所受大主应力方向一致，当格栅与土发生相对位移时，除格栅表面有摩擦抗力外，格栅横杆侧面上还受到与之垂直的被动土抗力，这是因为格栅有一定厚度，在格栅的孔洞内有土、石料充填之故。被动抗力p F 可按下式估算：

p F = ntb h σ (3)

式中 t 、b — 格栅厚度和孔洞的有效宽度；

n — 单位宽度格栅的横杆数目；

h σ— 单位土被动土压力。

h σ＝b N ·v σ (4)

式中 v σ — 作用于格栅的法向应力 ；

b N — 承载力因数。

b N 值与土的抗剪强度和剪胀性有关，较少受筋材表面粗糙度的影响。Rowe 和Davis 通过有限元计算，得到如图所示的b N 和?关系曲线，可供查取b N 。

图中纵坐标b N ＝'

'h v σσ，'h σ和'v σ为有效应力。图中0ν=表示土无剪胀；ν曲线

表示有剪胀；上面的曲线为Prandtl 的古典承载力解；下面的曲线为冲剪破坏。

对于格栅，除了上述的摩擦力和被动抗力外，实际上处于孔格周围的土，其剪切面也负担应力传递的功能。

2.3 加筋的作用机理

加筋土中的筋材通过与土的应力传递，使土体产生相应的力学效应，故可借助土力学原理来说明由此对土强度改善的机理。

一、侧压力增量理论

无粘性土地基中Z 深度处一个土单元所受大、小主应力1σ、3σ为：

1301v h z K σσγσσσ==??==??

（5） '

01sin K ?=- （6）

式中 v σ、h σ — 竖向和水平应力；

γ、'? — 土重度和有效内摩擦角；

0K — 土的静止侧压力系数。

这一应力状态如图12－12中圆Ⅰ。图中直线S 是土的强度包线，该单元处于弹性平衡状态，故圆Ⅰ与S 线不接触。如果由于某种原因，加入在其附近开挖，则M 点在竖向应力不变条件下，水平向应力3σ却有所减小，待其降低到31a K σσ=，M 点达到塑性平衡状态而破坏，这时应力圆Ⅲ正好与包线相切。设想M 点的土单元内埋有水平放置的筋材，则由前述的应力传递作用，M 点不可能因卸载而自由膨胀，体变受到筋材约束，使筋材处于拉力状态，此时M 点侧压力

31K σσ=（a K ＜K ＜0K ）

，即图中圆Ⅱ反映的状态。从而可见，M 点在卸载时免于破坏得益于加筋作用。从应力圆看，是因为筋材为单元提供了一个侧压力增量3σ?所致。

二、表观（视）粘聚力理论

有学者进行过两种砂样的三轴剪切试验成果的对比，两种砂样为同一类砂，但一个为纯砂，另一个是在砂样中水平放置了土工织物，试验结果如图，表明当围压3σ，超过一定大小后，两种试样的1σ～3σ关系曲线基本平行，而放置了土工合成材料的试样，在相同的3σ下其破坏的轴向压力较不放土工织物有一个增量1σ?。这意味着，土工织物为无粘性砂提供了一个表观粘聚力（?值不变）。

根据土的极限平衡条件，当土料具有粘聚力R C 时，大、小主应力1σ、3σ符合以下关系：

132p K C σσ=+（7） 也已证明，如果试样中水平放置的土工织物的垂直间距为H ?，则

R C = （8）

式中 t R ── 土工织物筋材抗拉强度；

p K ── 土的被动土压力系数，20tan (45)2p K ?

=+。

从前述侧压力增量理论看，筋材实质上是为试样提供了一个侧压力增量3σ?，这时试样破坏的大主应力相应地增大为：

133()p K σσσ=+? （9）

与式（7）比较得到：

R C = (10) 从式（8）和式（10）可得：

3t R H

σ?=? （11） 这表明加筋提供了侧压力增量来源于筋材的抗拉强度t R ，其大小相当于将该强度平均分配给高度为H ?的试样侧面上的压力。显然如t R 很小或筋材失效（筋材被拉断或被拔出），则侧压力增量将随之消失。

三、抗剪强度理论

也有将聚合纤维混入土中做加筋土称为纤维土。纤维土是用专用机械在现场直接将纤维和砂混合而成。

先讨论纤维互相平行，并垂直于土体中剪切带的理想情况。如图，原来是垂直向的纤维由于将产生位变，纤维土中引起了拉力R σ。如剪切带面积为A ，纤维所占面积为f A ，则单位土体面积内的纤维拉力为()f

R R A t A σ=，它在垂直于

剪切带方向的引起的压力增量为cos R t θ；在平行于剪切带方向上的分力使剪切力减小（即与剪切力的方向相反），相当于使土的抗剪强度增大sin R t θ。土的抗剪强度总增量为： (cos tan sin )R R S t θ?θ?=?+ （12）

四、承载机理

假定土与土合成材料最初都作用在坚实的地基上，然后在合成材料下之地基出现裂隙或孔洞，于是在外荷载及上覆土自重作用下，土工合成材料向下弯曲，这一弯曲形成土层向下弯曲和合成材料伸长。

土层弯曲在土内形成土拱，它把部分外载从裂隙或孔洞区向外转移，使裂、孔区的压力降低。

土工合成材料由于伸长，起到张膜作用，并能承受垂直于表面上的荷载。由于合成材料的伸长，可以有以下三种情况，见图（a）土—合成材料系统发生破坏;(b)土—合成材料系统出现一定弯曲并跨接在裂隙或孔洞上；（c）土—合成材料都沉到深坑底部。最后情况中，土工合成材料已发生部分强度承担了垂直于土工合成材料表面的部分荷载，其余部分荷载传到深坑底部。

此外，在软弱地基上，铺设土工合成材料底筋，在其上修建堤坝，土工合成材料底筋不使填土以集中荷载形式局部陷入地基，加强地基土和填土的整体性；它部分起到筏基的作用，使荷载应力扩散与均化，同时合成材料受荷变形，发挥其薄膜效应，使地基的承载力提高。

3土工合成材料加筋地基

土本身是一种弱胶结颗粒集合体，有时它需要一种二维或三维的连续介质去提高其整体性，改善抗拉、抗剪性能和承载能力，这种连续介质最理想的就是土

工合成材料。

3.1 简述

加筋地基是将基础下一定范围内的软弱土层挖去，然后逐层铺设土工合成材料与砂石等组成加筋垫层做地基持力层。当筋材埋设方式和数量得当时，就可以极大地改善地基的承载力。

加筋地基成功应用的实践可概括为以下三个方面：一是土堤的加筋地基，如堤防工程、公路或铁路路堤下的加筋地基；二是浅基础地基的加筋，如油罐或多层房屋基础加筋，特别是条形基础下的加筋地基；三是公路面层下基层的加筋，用于提高承载力、减小车辙深度和延长使用寿命。此外，加筋地基（垫层）可与其他各种桩基础结合形成复合地基。

可用于地基加筋的土工合成材料有土工织物、土工格栅、土工格室和一些土工复合材料。土工格栅具有均布的大空格，和土嵌锁在一起表现出较高的筋土界

面摩擦力，故有些情况下土工格栅作为加筋材料要比土工织物效果更好。

土工织物和土工格栅加筋土地基的设计包括筋材强度和层数的确定，以及抗拉强度的选择。目前生产厂家提供的土工织物和土工格栅产品，其抗拉强度有20kN/m 、50kN/m 、80kN/m 和110kN/m 等多种规格。由多种纤维织成的有纺织物强度可达500kN/m 。土工织物还被其他聚合物、玻璃纤维和钢纤维加筋构成加筋土工织物复合材料。在聚合物中加入其他纤维可使强度增大，同时降低成本，例如，玻璃纤维具有高的抗拉强度和弹性模量，同时具有高的蠕变抗力。编织进金属纤维可使抗拉强度高达3000kN/m ，将其直接铺设于基层中，可提高路面承载力3～10倍。

土工格室加筋地基因为格室的侧限作用提高垫层的抗剪强度和承载力，另一方面土工格室垫层相当于基础的旁侧荷载，格室厚度越大，旁侧荷载越大，从而增加的承载力也越大。当土工格室应用于公路地基时，一般在格室中充填砂粒，用平板振动器压实，最后喷洒乳化沥青，喷洒量为52

/L m ，水渗入砂中，沥青小球粒在上层砂中形成磨耗层。试验表明，双轴卡车荷载行驶10000遍后仅留下轻微车辙，如没有土工格室，仅十遍就留下深深的车辙。

3.2 加筋材料的容许抗拉强度

加筋土设计中有两种不同性质的安全系数，一是设计安全系数，二是材料安全系数。设计安全系数即一般岩土工程计算中经常采用的对工程安全性评价的指标，它是综合考虑了荷载组合、计算方法中的假定以及计算指标中选取的可靠性等方面不确定性因素，而给予安全性的一个富裕值。材料安全系数过去是一个用一个综合值，或称总体安全系数，现在则改称分项安全系数，这样才可以明确地涉及材料的不同弱点所在，例如其强度受蠕变、施工破坏和老化影响等。材料的抗拉强度要对各项影响系数折减。

1996年美国州公路与运输管理人员协会（AASHTO ）建议，筋材的容许抗拉强度a T 可按下式计算： u u a CR ID D T T T RF RF RF RF

== （13） 式中：CR RF ── 蠕变折减系数；

ID RF ── 施工损伤折减系数;

D RF ── 老化折减系数；

RF ── 总折减系数；

u T ── 材料的抗拉强度，取试验平均值减去2倍的标准差。

上面三个折减系数对容许抗拉强度的大小至关重要，并与原材料、荷载、土粒粗细和环境等因素有关，至今很难准确取值。

3.3 条形浅基础的加筋土地基

3.3.1 筋材布置

太沙基等研究者将条形浅基础破坏时（整体滑动破坏）的地基分成三个区，即主动极限平衡区、被动极限平衡区和过渡区，并推导出地基承载力公式：

2

u c r r b P cN dN N γγ=++ （14） 从式（14）可见，由地基土的容重γ和抗剪强度参数c 、?等参数即可计算地基的极限承载力。但对于加筋土地基，出现了c 、?和γ是取加筋土垫层的参数，还是取原地基土参数的问题。答案是只有当加筋土的范围不小于完整滑动面范围时，才能取加筋土的有关参数，筋材也应均布在该范围内才能发挥正常功能。

根据Prandtl －Reissner 理论可求得基础两侧完整滑动面总水平长度u L 为

tan 2[12tan ]42u L b e π

?π???=++ ???

(15) 在过渡区的滑动面为对数螺旋线，求深度的极值，得滑动面最大深度u D 为 ()tan 42cos 2cos 42u b D e π???π?+=??+ ??? （16） 根据式（15）和（16）可求得不同的?值对应的u L 和u D 值列于表1中，它们是基础宽度b 的倍数。表中?取基地土的内摩擦角。

很多模型试验揭示地基极限承载力随筋材长度和深度增加而变化的规律，虽

然长度和深度增加值至一定值后，极限承载力增加缓慢，但只有达到表1所列深度和长度时，极限承载力才停止增长。

实践中要求筋材的布置范围符合：最上层筋材距基底12/3b Z <、最下层筋材距基底2n b Z ≤、筋材层数为3～6，且长度L 足够。此时加筋地基的破坏表现为筋材的断裂，其断裂点在基础下方，接近筋材与压力扩散线的交点。

从表1可看出，当?从0o 增至35o

时，u L 从7.0b 增至12.53b ，筋材的增长大幅度增加了基坑开挖的工程量，而增加的极限承载力又伴随着基础的过量沉降，故适当减短长度，损失一定的承载力是合理的。

按基础两侧压力扩散线外侧筋材的抗拔出极限状态来确定筋材长度，要求筋材容许拉力不大于压力扩散线外侧筋材的抗拔力，并且在计算筋材锚固段长度时，忽略基底压力在筋材上附加应力引起的摩擦力，只计算上覆土重引起的正应力，则从图得，第i 层筋材的水平总长度i L 为： 2tan ()a sp i i p i T F L b f d θγ=+Z +

+Z （17） 式中：d ── 基础埋深，m ；

p f ── 土与筋材界面的摩擦系数；

θ ── 压力扩散角,可由《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）查得，（o ）；

sp F ── 筋材抗拔出安全系数,可取2.5;

γ ── 加筋砂垫层中砂的容重;

用式（17）计算得各层加筋长度后，可取最大值，按各层等长布置，一般长度不超过2.5b 。实际上，加筋地基的破坏形式也不是整体破坏剪切破坏，而是沿压力扩散线的冲切破坏。这与许多研究者发现加筋地基的破坏面并非向基础某侧发展的完整滑动面，而是从基础边缘向下方近似垂直的发展，或与铅直方向形成一定的压力扩散角的分析是一致的。Love 等人发现，地基的压力扩散角θ并不因布置了筋材而增加。

3.3.2 地基承载力设计公式

在加筋地基中，土和筋材的相对位移（或相对趋势）形成了土与筋材界面的摩擦力，从而在筋材中产生拉力。筋材拉力对地基承载力的贡献包括以下两个方

面：一是拉力向上分力的张力膜作用，二是拉力水平分力的反作用力所起的侧限作用。侧限作用可根据极限平衡条件计算，具体做法是将N 层筋材设计拉力的水平分力除以u D ，得到水平限制应力增量3cos /u NT D σα?=，α为筋材拉力与水平面夹角，取452o ?α=+，即筋材变形后沿郎肯主动滑动面方向，?为砂垫层的内摩擦角。用极限平衡条件求3σ?对应的竖向应力增量1σ?即为提高的地基承载力。再考虑到筋材拉力的向上分力增加的地基承载力()2sin 2tan n NT b αθ+Z , 则筋材提高的地基承载力可用下式表示（王钊、王协群，2000年）：

2sin 45cos(45)22tan[45]2tan 2o o o a n u NT f K b D ???θ????++ ????????=+++Z ??????

(18) 式中： K ── 地基承载力安全系数，K ＝2.5～3.0；

n Z ── 最低一根筋材的深度, m 。

考虑因埋深修正而提高的承载力和垫层压力扩散角提高的承载力，而加筋地基增加的地基承载力设计值a f ?:

2tan (0.5)2tan n a d n k n f d p f b θηγθZ ?=+Z -++?+Z (19)

式中： d η ── 基础埋深的地基承载力修正系数，根据地基土的分类和土性指标查《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）；

γ ── 原地基土的容重，3/KN m ;

k P ── 相应于荷载效应组合时，基础底面处的平均压力值，a kP 。

加筋土（砂）垫层地基承载力设计公式为：

k ak R P f f -≤? （20）

式中： ak f ── 垫层下软土地基承载力特征值，a kP 。

3.3.3 加筋地基设计步骤

加筋地基设计步骤如下：

（1）初步选定加筋材料，如土工格栅或土工织物，拟定其布置参数，包括

第一层到基底距离1Z ，第N 层到基底距离n Z ，间距1()(1)n H N Z -Z ?=

-；

确定填土垫层中填土的内摩擦角?和容重γ。 （2）据式（18）和式（19）分别计算出加筋地基需提高的地基承载力R f ?及要求筋材提供的承载力增量f ?。

（3）按式（20）校核加筋地基的承载力。

（4）由式（17）得到加筋材料的长度i L ，取最大值等长布置。

3.3.4 加筋地基的沉降

在地基承载力满足设计要求的前提下，对于需要进行变形验算的建筑物还应作变形计算，即建筑物的地基变形计算值，不应大于地基特征变形允许值。

地基变形由两部分组成，一是加筋体的变形，该变形可忽略不计；二是其下软土层的变形。变形的计算方法可采用《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）中最终沉降量的计算公式，沉降计算压力为扩散于n Z 处的压力。

应指出的是多层筋材地基可显著减小沉降量，而堤基下一层筋材减小沉降作用是可以忽略不计的，它仅能起到部分均匀堤中心和两侧沉降差的作用。

3.4 土工格室加筋地基

格室通过每个单元的箍力来增强体系的承载力，甚至不需要初始变形即可发挥加筋作用。土工格室提高承载力的机理在于格室侧壁的摩擦和限制力不仅增加了土体围压，还使之获得了“准粘聚力”。研究发现承载力随格室材料强度的增大而提高，并且单个格室的高宽比在1.5～1.0范围内时加筋效果较好。当格室侧壁有斜纹、穿孔时，还可进一步提高承载力。侧壁的穿孔兼排水、允许根系横向发展的作用，同时减小材料消耗。

美国著名学者，土工合成材料专家R.K.Koerner 根据Terzaghi 理论提出了土工格室加筋地基承载力的计算，认为土工格室的限制作用使得地基破坏面向下延伸，扩大了滑动面范围。承载力计算公式及改进的公式为：

不带土工格室: 0.5u c c r r P CN bN ζγζ=+ (21) 带土工格室： 20.5q

u c c q q r r D P CN qN bN r τζζγζ=+++ （22）

其中 q q q D γ=

h a pK σ=

式中： u P ── 地基极限承载力，a kP ；

q ── 旁侧荷载，a kP ；

C ── 粘聚力；

q γ ── 格室内土的容重，3/KN m ； q D ── 土工格室厚度，m ;

r ── 土工格室设充砂后呈圆环形，圆环的半径，m ；

γ ── 破坏区土的容重，3/KN m ；

h σ ── 土工格室内土的平均水平应力，a kP ； a K ── 主动土压力系数；

c N ,q N ,r N ──为承载力系数（与土的内摩擦角有关）；

c ζ、q ζ、r ζ为基础底面形状修正系数考虑基础为条形基础假设的误差，建议采用魏锡克（A.S.Vesic ）地基极限承载力公式中给出的基础形状因数计算公式；

δ ── 土与格室侧壁间的摩擦角，

（o ）。 3.5 土堤的加筋土地基

位于软土地基上的堤，包括堤坝和路堤，其加筋土地基有两种结构形式：一是平铺的土工织物或土工格栅，又分为在地基表面平铺一层，或挖除部分软土，分层平铺数层筋材，各层筋材间铺设砂砾料构成加筋土垫层，或在堤身内部由底向上平铺数层加筋材料；二是土工格栅框格垫层。两种结构形式的设计方法基本是一致的。

土堤加筋土地基可能产生的破坏形式有：（1）堤和地基整体滑动破坏；（2）土堤的堤坡部分沿着筋材表面水平滑动；（3）基土挤出破坏；（4）地基承载力不足产生过大的沉降。应针对防止每一种破坏形式的发生，提出相应的设计方法。

3.5.1 整体滑动

1.楔体分析法

将堤坡下的土体连同软土地基视为一整体，参见图中的脱离体ABGP ，其上的受力有

2

()2a a H E K qH γ=+ （22）

筋材拉力取容许抗拉强度a T ，如为N 层，则拉力为a NT ，则有：

()22f af u D E H q D C D γγ=++

- （23） 222f pf u D E C D γ=+ (24)

f u S C l = (25)

式中： q ── 堤顶均布荷载，kPa ；

u C ── 软基土的不排水抗剪强度，kPa ；

由脱离体ABGP 的受力平衡可得到抗滑动安全系数为：

a f pf s a af NT S E F E E ++=

+ (26)

要求 1.5s F ≥。 脱离体分析法给出的结果偏于安全，但当软基土较厚时，分析结果不可靠，建议用圆弧滑动分析法。

2.圆弧滑动分析法

当堤基下软弱土层较深时，滑动面可能贯穿基土和堤身，设计采用修正的圆弧滑动分析法。这个方法的要点是先计算出没有加筋材料时最危险圆弧的位置，并假定加筋后滑弧的位置不变，筋材拉力的方向与滑弧相切，则抗整体圆弧滑动的安全系数为：

(cos tan )sin i i i i i s i i C l W T

F W α?α∑++=∑ （27）

式中： T ── 筋材材料提供的切向加筋力，取筋材的容许抗拉强度； i W ── 第i 分条的土重，/kN m ；

i C ── 第i 分条滑弧所在土层的粘聚力，kPa 。

抗整体圆弧滑动的安全系数s F 要求不小于1.3。

应编制程序自动搜索最危险滑弧的位置，并计算安全系数。

如果有些层的筋材没有满铺，处于滑弧以外（稳定土体侧）的筋材应具有足够的锚固长度，即校核筋材在容许抗拉强度的拉力作用下抗拔出的稳定性。

3.5.2 堤坡滑动

滑动土坡楔体上受力如图。滑动力2

/2a a E K H γ=，抗滑动力为(tan )/2sg Hl γ?,考虑两者的平衡，并取抗滑安全系数为2.0，可得

2tan a sg

K H l ?≥ （28） 其中 2tan (45)2o a K ?

=-

式中: a K 为主动土压力系数；sg ?为堤土与加筋材料的界面摩擦角。

3.5.3 基土挤出

堤坡下地基土体的受力情况于图中。其中挤出力为主动土压力af E ，抗挤出力有三个，一是被动土压力，还有筋材对软基土和硬基土对软基土的摩擦角g S 及f S 。

()22f af af u D E H q DK C γγ=++

- （29）

222f pf pf u D E K C γ=+ （30）

tan 2g sg H

S l γ?= (31)

[()tan ]2f f f f H S l C D γγ?=++ (32)

其中 2tan (45)2f o af K ?=-

2tan (45)2

f

o pf K ?=+ 式中：af K 为软基土的主动土压力系数；pf K 被动土压力系数；sg ?筋材和软基土的界面摩擦角。

软弱基土抗挤出的安全系数为

pf g f s af E S S F E ++=

（33）

要求 1.5s F ≥。

3.5.4 承载力校核

铺设于堤基的筋材，其作用主要是隔离，只要筋材有足够的拉伸变形，则可适应大的下垂变形，而不断裂，使堤身整体且均匀的沉降，堤两侧的基土受挤压隆起，产生如下作用：

（1） 埋深增加而提高承载力。

（2） 两侧地基土挤压排水，抗剪强度提高。

(3)沉降底面为垂线型，中间大、两边小，对堤身顶部有挤压作用，减小堤顶形成纵向裂缝的可能性。

如果用圆弧滑动分析法，考虑到堤顶无裂缝和堤身沉到地基内的部分，则通过堤身的滑弧增长，而堤身土的抗剪强度是较高的，此外，因两侧地基土隆起也延长了滑弧，因挤压排水，也提高了抗剪强度，总的作用是提高了抗滑稳定的安全系数。

4 土工合成材料在地基处理工程中的其他应用

4.1 过滤和排水

很多土工合成材料具有良好的过滤性、透水性和导水性，因而，在土体中需要设置过滤或排水的地方都采用土工合成材料。为了加速软土地基固结，常用塑料排水带来代替传统使用的砂井，土工织物代替水平砂垫层；土坝下游坡角和坝基以及挡土墙背面的过滤排水材料可以用土工织物代替常用的砂石料。

1.过滤

在过滤运用中，水流方向垂直于土工织物平面，一般以垂直渗透系数n K 或透水率φ来衡量其透水能力，n g K φδ=,其中g δ为土工织物的厚度。

土工织物的过滤机理是很复杂的。早期，人们把土工织物的过滤作用等同于传统的天然粗粒材料的过滤作用，在保土方面是利用土工织物具有足够小的孔径来阻挡被保护土中骨架土料的通过。其后，又有一些研究者提出了一些新的机理，这些机理包括:上游天然滤层的形成、堵塞、成拱、淤堵、深处过滤等，根据这些机理的相互作用，人们认为土工织物本身并不起过滤中的保土作用，而是在靠近土工织物处，诱发被保护土层形成一层天然滤层；正是该天然滤层起到了主要的过滤作用，而土工织物只是充当了形成天然滤层的媒介。实际上，在过滤工程

中，多种机理是同时起作用的，但土和织物的类型不同、上覆压力的变化以及不

同的水流状态下，哪一种机理占主导地位，仍是一个目前研究的课题。

过滤设计准则包括三个方面：保土准则、透水准则和淤堵准则。

2.排水

传统的排水材料一般使用的是砂石料，然而近年来土工合成材料在很短的时间内就得到了广泛的运用，例如在软土基的预压排水固结中，目前的塑料排水带已有取代传统砂井的趋势。可用于排水的土工合成材料有土工织物、土工网和复合土工合成材料，然而它们的排水能力是不同的。土工织物导水率最小；复合土工合成材料导水率最大；土工网介于两者之间。

土工织物的导水能力可以通过水平渗透仪测定。影响织物平面渗透性的因素很多，如聚合材料的可润湿性、添加剂的种类、织物的结构、孔隙的大小等，此外织物平面的法向压力大小、水流方向、水位差、水中含气量，以及测试仪器的型式，都对测试结果有一定的影响。

土工织物与土体相接触并存在着渗流的情况，土工织物的排水和过滤作用是同时存在的不可分割的两种作用，只是它们考虑问题的着重点不同。在实际工程

中，应该同时考虑这两种作用。

5.2隔离作用

土工合成材料铺设在土体中，尤其是在两层不同粒径的土体之间，就成为一种隔离物。它能够防止两粒料相互混杂，，或放置在建筑物和软弱地基之间，隔离的同时起加筋作用。

土工合成材料隔离效应是多方面的，建造围堤、码头、防波堤等工程，可用土工合成材料铺在软土上，然后填筑块石，以提高地基强度。在少雨和地下水位高的地区，采用复合土工膜做隔层，阻断地层中毛细水上升，可以防止次生盐渍化及地基软弱、冻胀等病害。

用作隔离层的土工合成材料，主要有土工织物、土工膜、土工格栅以及土工复合材料。当要求土工合成材料具有多种功能时，可将多种土工合成材料组成复合材料使用。当设计隔离层时，需满足以下两个方面的要求：一方面要能够隔离两种不同粒径的材料，维持结构层的厚度，并保证一定的渗透性；另一方面要有足够的强度，以承受荷载引起的应力或变形，不得产生破裂现象。设计时，必须

对材料的孔隙率、渗透性、顶破强度、刺破强度、握持强度、撕裂强度等性能进行校核，以选定合适的材料。

5.3防渗作用

土工合成材料可以制成不透水的或不透水的土工膜以及各种复合不透水的土工合成材料。这些儿土工合成材料可以用在各种需要防水、防气以及防有毒害物质的地方。尽管土工膜的主要功能是液体或气体的包容物，它仍然要受到张拉应力的作用，因此除要求防渗性外，还要求土工膜有一定的厚度、抗拉强度、撕裂强度、穿刺强度和顶破强度等。设计中要考虑接缝质量和耐久性。

浅析土工合成材料在道路桥梁工程中的应用_0

浅析土工合成材料在道路桥梁工程中的应用 中占有越来越重要地位.由于其材料特性和价格上的双重优势，应用前景广泛。合成材料应用于路基与不加筋边坡相比，土工格栅加筋路堤边坡大大提高边坡的稳定性和承载能力。合成材料加筋土技术、土工格栅、土工织物、土工复合排水材料在各种工程中的应用。 关键词：土工合成材料 一、概述 什么是土工合成材料，概括而言，土工合成材料是应用于岩土工程的、以合成材料为原材料制成的各种产品的统称。因为它们主要用于岩土工程，故冠以土工两字，称为土工合成材料，以区别于天然材料。土工合成材料在早期曾被称为土工织物和土工膜。随着工程需要，这类材料不断有新的品种出现，例如土工格栅、土工网和土工模袋等，原来的名称已不能准确地涵盖全部产品，这样，在其后的一段时期内，把它们称之为土工织物、土工膜和相关产品。显然，这样的名称不宜作为一种技术名词或学术名词。为此，1994年在新加坡召开的第五届国际土工合成材料学术会议上，正式确定这类材料的名称为土工合成材料。 土工合成材料的原材料是高分子聚合物（polymer）。它们是由煤、石油、天然气或石灰石中提炼出来的化学物质制成，再进一步加工成纤维或合成材料片材，最后制成各种产品。制造土工合成材料的聚合物主要有聚乙烯（PE）、聚酯（PER）、聚酰胺（PA）、聚丙烯（PP）和聚氯乙烯（PVC）等。聚乙烯是在1931年前后，首先由英国ICI公司研制

成功的，1939年成为商品在市场上出售，它是聚合物中分子结构最简单的一种，可分为低分子量和高分子量两类。聚乙烯的比重为0.92，耐酸碱，抗化学剂能力强，吸湿性低，低湿时仍具柔性，电绝缘性极好。在1950年前后，又开发出了高密度聚乙烯（HDPE）材料，其比重、机械强度、熔点和硬度等都比低密度的为优。聚酰胺约在1935年研制成功，俗名为尼龙，其吸湿性较高，干燥时有一定绝缘性、机械性能好。此外，常用的原材料还有聚氯乙烯，它的比重为1.4，具有极好的化学稳定性，不燃烧，可用于制造透明薄膜、管道、板材等。 二、土木合成材料的功能 （1）隔离作用：将土工合成材料放在两种不同的材料之间或同一材料不同粒经之间以及土体表面与上部建筑结构之间，使其隔离开来。当受外部荷载作用时，虽然材料受力相互挤压，但由于土工合成材料在中间隔开，不使其互相混杂或流失，保持材料的整体结构和功能。土工合成材料隔离作用己广泛应用于铁路、公路路基、土石坝工程、软土基础处理以及河道整治工程。 （2）防护作用：土工合成材料可以起到分散应力的作用。也可由一种物体传递到另一物体，使应力分解，防止土体受外力作用破坏，从而起到对材料的防护作用。土工合成材料的防护作用分两种情况：一是表面防护，即将土工合成材料放置于土体表面，保护土体不受外力影响、破坏：二是内部接触面保护，即将土工合成材料置于两种材料之间，当一种材料受集中应力作用时，而不使另一种材料破坏。 （3）滤层作用

土工合成材料复合地基施工工艺标准[详]

土工合成材料复合地基施工工艺标准 1 适用围 本标准适用于土坡和路堤、地基及挡土墙采用土工合成材料加筋的复合地基工程。 2 施工准备 2.1 材料要求 2.1.1 土工合成材料的分类 织造型机织（含编织） 针织 土工织物针刺 非织造型热粘 土胶粘 工土工膜有材质、厚薄之分 合复合土工膜 成土工复合材复合土工织物 材复合防排水材料——排水带、排水管、排、防水材料等料 土工格栅、土工格室、土工带、土工网 土工特种材料土工模袋、三维网垫、聚苯乙烯等 2.1.2 土工合成材料要求： 2.1.2.1 机织土工织物：机织（亦称有纺）土工织物按织法分为平纹、斜纹和缎纹三种。要求宽度、厚度符合设计要求。 2.1.2.2 非织造土工织物：由于纤维粘合法不同，非织造（无纺）土工织物分热融粘合、化学粘合和机械粘合三种。要求宽度、厚度符合设计要求。 2.1.2.3 针织土工织物：它是由一系列单丝或纱线圈相互连锁形成的平面织物。要求宽度、厚度符合设计要求。 2.1.2.4 土工网与土工格栅：土工网是由两组平行的压制条带或细丝按一定角度交叉（一般为60-90°），并在交点处靠热粘结而成的平面制品。 2.1.2.5 土工膜：土工膜是以聚氯乙烯、聚乙烯、氯化聚乙烯或异丁橡胶等为原料制成的透水性极低的膜或薄片。 2.1.2.6 组合材料：土工组合材料是由两种或两种以上的土工织物、土工膜或其它材料粘合而成的产品。 2.1.2.7 土工膜袋：土工模袋是由两层针织土工织物以特定方式联系起来的分格制品。 2.1.2.8 土工合成材料进场时，应检查产品标签、生产厂家、产品批号、生产日期、有效期限等，并取样送检。 2.2 主要工机具 压路机、自卸汽车、推土机、铲运机及翻斗车平碾、羊足碾、振动碾、蛙式或柴油打夯机等。

14土工合成材料地基施工工艺标准

14土工合成材料地基施工工艺标准

14土工合成材料地基施工工艺标准 14.1适用范围 14.1.1本标准规定了土工合成材料地基的施工要求、方法和质量标准等适用于软弱地基加固。 14.2编制依据的标准、规范 GB50300-2001建筑工程施工质量验收统一标准 GB50202-2002建筑地基基础工程施工质量验收规范 JGJ79-2002建筑地基处理技术规范 14.3术语和符号 1土工合成材料又称土工聚合物，是土工用合成纤维材料的总称。

2土工织物透水性较好的高分子聚合物土工布其主要作用是反滤、排水、隔离和加固补强。 3土工膜由聚合物或沥青制成的一种相对不透水薄膜。 4土工格栅由高密度聚乙烯等聚合物经挤压加工再进行拉伸制成的格栅状、用于加筋的土工合成材料，其开孔可容周围土、石或其他土工材料穿入。 5土工带经挤压拉伸或加筋制成的条带抗拉材料。 6土工格室由土工格栅、土工织物或土工膜、条带等形成的蜂窝状或网格状三维结构材料。 7土工复合材料由两种或两种

14.4.2材料准备 1根据设计要求及施工现场情况，制定土工合成材料的采购计划； 2选择回填土、石的来源地； 3土工合成材料进场时，应检查产品标签、生产厂家、产品批号、生产日期、有限期限等，并取样送检； 4根据施工方案将土工合成材料提前裁剪拼接成适合的幅片； 5准备好土工合成材料的存放地点，避免土工合成材料进场后受到阳光直接照晒。 14.4.3施工机具准备 机械配置：根据施工场地条件、设计要求等选择合适的碾压机械。目

前碾压机械多采用三轮平碾和振动平碾。运输车数量则根据运距远近、工期要求配置。 2 测量仪器：经纬仪、水准仪、钢尺等。必要时配置全站仪，仪器应有合格正和鉴定证书。 3土工合成材料拼接机具。 14.4.4作业条件准备 1土工合成材料验收合格。 2回填土、石材料试验合格。 3土工合成材料铺设基层处理合格。 14.5施工工艺

土工合成材料的发展历史

土工合成材料的发展历史 古代的原始土工材料 据科学考证，数千年前人类就利用芦苇加筋黏土建造房屋，三千多年前，英国人曾在沼泽地带用木排修筑道路。在我国，远在新石器时代，我们的祖先就利用茅草作为土的加筋材料。在河南发现的仰韶遗址距今五六千年，有很多简陋住室的墙壁和屋顶就是利用草泥修筑的。公元前2000～公元前1000年，古巴比伦人曾把织物纤维掺在土中建造庙宇。 实际上，在独立于人类文明的自然界，许多鸟类和昆虫都本能地利用非土材料(草与树枝等)加固泥土巢穴；树木依靠庞大的根系吸收养料水分，同时也加固了赖以立足的地基。这些都是"以非土材料加固土体"原理的自然体现。 现代的土工合成材料 在现代，1930年美国北卡罗来纳州首次使用棉纺织品加固路基土。在第二次世界大战中，英国曾在路基上铺放梢辊和帆布，供装甲车通行；荷兰曾大量利用柳枝、梢料加固堤坝，防止冲刷。合成纤维自1913年在欧洲问世以来，至今已有百年历史，但合成材料用于土木工程却开始于20世纪50年代末。当时，美国人R．J．Barrett在佛罗里达州首次将透水性合成纤维有纺织物铺设在护岸混凝土块下，作为防冲刷保护层，因而他被称为"土工织物之父"。1957年荷兰首先用尼龙纤维有纺织物制成充砂管袋，应用于护岸防冲和堵口工程。 1958年在美国佛罗里达州大西洋海岸防护工程中，聚氯乙烯有纺织物被置于土与石块之间，作为海岸防冲刷。经过27年的观察，其状态仍然良好。1985年，前联邦德国采用合成纤维制成有纺织物砂袋，修筑防波堤。 1959年在日本伊势湾海岸，海堤和围堤因台风遭到灾难性破坏。在海岸修复工程中，利用有纺织物砂袋和合成材料片成功地修建了堤防；在修复围堤沉排工程时，采用维纶编织布成功代替沉排。5年后检查，未发现腐蚀现象，强度几乎没有下降。 1960年荷兰采用尼龙有纺织物充砂垫层，防止海岸淘刷。 1962年美国杜邦公司开发纺粘法长纤维无纺布，以取代短纤维无纺布。从此，欧洲各国都以纺粘法生产长纤维无纺布，并用做道路、护岸等工程中的滤层和导水体。 1963年土工织物正式应用于日本国营铁道的土建工程中。 1967年在海岸保护工程中，丹麦采用透水或不透水砂袋，用水力充填法冲人海滩砂形成充砂长管袋，保护海岸。 1968年法国将针刺无纺布应用于道路工程，英国将热粘无纺布应用于道路工程，前联邦德国将短纤维制成的针刺无纺布用于渠道岸边防护工程。 一般认为，有纺织物于20世纪50年代首先在美国应用，无纺织物的应用在70年代始于欧洲。 20世纪70年代以后，在国外，织物的应用从马路、铁路路基工程逐步扩展到挡土墙、土坝等大型永久性工程。"土工织物"(geotextile)和"土工膜"(geomembrane)是1977年J．P．Giroud 与J．Perfetti首先提出来的。他们把透水的土工合成材料称为"土工织物"，不透水的称为"土工膜"。这两个名词被使用了许多年。近十几年来大量的以合成聚合物为原料的其他类型的土工合成材料的纷纷问世，已经超出了"织物"和"膜"的范畴。进入80年代，土工格栅、土工网和土工垫等新材料相继出现，进一步加快了土工合成材料应用技术的发展。1983年J．E．Fluet建议使用"土工合成材料"(geosynthetics)一词来概括各种类型的材料，现在这一名词已被人们所接受。 与世界先进国家相比，土工合成材料在我国的应用大约晚了十几年。在20世纪60年代中期，我国才开始将塑料薄膜用于渠道防渗工程。在70年代，一种由扁丝纤维织成的编织物，即

土工合成材料地基

土工合成材料地基 （一）、土工织物地基 土工织物地基又称土工聚合物地基、土工合成材料地基，系在软弱地基中或边坡上埋设土工织物作为加筋，使形成弹性复合土体，起到排水、反滤、隔离、加固和补强等方面的作用，以提高土体承载力，减少沉降和增加地基的稳定。图7-41为土工织物加固地基、边坡的几种应用。…… . 1.材料要求土工织物系采用聚酯纤维(涤纶)、聚丙纤维(腈纶)和聚丙烯纤维(丙纶) 等高

分子化合物（聚合物）经加工后合成。一般用无纺织成的，系将聚合物原料投入经过熔融挤压喷出纺丝，直接平铺成网，然后用粘合剂粘合（化学方法或湿法）、热压粘合（物理方法或干法）或针刺结合（机械方法）等方法将网联结成布。土工织物产品因制造方法和用途不一，其宽度和重量的规格变化甚大，用于岩土工程的宽度由2~18m；重量大于或等于0.1kg/m2；开孔尺寸（等效孔径）为0.05~0.5mm，导水性不论垂直向或水平向，其渗透系数k≥10-2cm/s（相当于中、细砂的渗透系数）；抗拉强度为10~30kN/m（高强度的达30~100kN/m）。 2．特点和适用范围土工织物的特点是：质地柔软，重量轻，整体连续性好；施工方便，抗拉强度高，没有显著的方向性，各向强度基本一致；弹性、耐磨、耐腐蚀性、耐久性和抗微生物侵蚀性好，不易霉烂和虫蛀；而且，土工织物具有毛细作用，内部具有大小不等的网眼，有较好的渗透性（水平向1×10-1~1×10-3cm/s）和良好的疏导作用，水可竖向、横向排出。材料为工厂制品，材质易保证，施工简便，造价较低，与砂垫层相比可节省大量砂石材料，节省费用1/3左右。用于加固软弱地基或边坡，作为加筋使形成复合地基，可提高土体强度，承载力增大3~4倍，显著地减少沉降，提高地基稳定性。但土工聚合物存在抗紫外线（老化）能力较低，如埋在土中，不受阳光紫外线照射，则不受影响，可使用40年以上。适用于加固软弱地基，以加速土的固结，提高土体强度；用于公路、铁路路基作加强层，防止路基翻浆、下沉；用于堤岸边坡，可使结构坡角加大，又能充分压实；作挡土墙后的加固，可代替砂井。此外，还可用于河道和海港岸坡的防冲；水库、渠道的防渗以及土石坝、灰坝、尾矿坝与闸基的反滤层和排水层，可取代砂石级配良好的反滤层，达到节约投资、缩短工期、保证安全使用的目的。 3．施工工艺方法要点 （1）铺设土工织物前，应将基土表面压实、修整平顺均匀，清除杂物、草根，表面凹

土工复合材料

土工合成材料 摘要：土工合成材料是土木工程应用的合成材料的总称。作为一种土木工程材料，它是以人工合成的聚合物为原料，制成各种类型的产品，置于土体内部、表面或各种土体之间，发挥加强或保护土体的作用。本文介绍土工合成材料的发展史和现代土工合成材料的种类、用途及其所起到的作用。 关键词：原始土工材料、现代土工材料、土工复合合成材料、土工特殊材料、土工布。 引言：在土工合成材料加筋土工程中，土工合成材料与填料的界面作用特性是最重要的技术指标，因此利用拉拔试验研究土工合成材料与填料的界面作用特性是非常必要的。文章采用两种国产土工合成材料为加筋材料，用砂、石屑和粉质黏土为填料，通过拉拔试验比较在不同填土性质、填土密实度、筋材上覆压力及筋材表面粗糙度等情况下土工合成材料与填料的界面特性，从而得出一些有益的结论。 古代的原始土工材料 据科学考证，数千年前的人类就利用芦苇加筋黏土建造房屋，三千多年前，英国人曾在沼泽地带用木排修建道路。。在我国。远在新石器时代，我们的祖先就利用茅草作为土的加筋材料。在河南发现的仰韶遗址距今五六千年，有很多简陋住屋的墙壁和屋顶就是利用草泥修建的。公元前两千至公元前一千年，古巴比伦人曾把织物纤维掺在土中修建庙宇。 实际上，在独立于人类文明的自然界，许多鸟类和昆虫都本能地利用非土材料（草与树枝）加固泥土巢穴；树木依靠庞大的根系吸收养料水分，同时也加固了赖以立足的地基。这些都是“以非土材料加固土体”原理的自然体现。 现代的土工合成材料 在现代，1930年美国北卡罗来纳州首次使用棉纺织品加固路基土。在第二次世界大战中，英国曾在路基上铺放梢辊和帆布，供装甲车通行；荷兰曾大量利用柳枝、梢料加固堤坝，防止冲刷。合成纤维自1913年在欧洲问世以来，至今已有百年历史，但合成材料用于土木工程却开始于20世纪50年代末。当时，美国人R．J．Barrett在佛罗里达州首次将透水性合成纤维有纺织物铺设在护岸混凝土块下，作为防冲刷保护层，因而他被称为"土工织物之父"。 1957年荷兰首先用尼龙纤维有纺织物制成充砂管袋，应用于护岸防冲和堵口工程。 1958年在美国佛罗里达州大西洋海岸防护工程中，聚氯乙烯有纺织物被置于土与石块之间，作为海岸防冲刷。经过27年的观察，其状态仍然良好。1985年，前联邦德国采用合成纤维制成有纺织物砂袋，修筑防波堤。

01土工合成材料应用技术规范【GB50290-98】条文说明

, 中华人民共和国国家标准 土工合成材料应用技术规范 条文说明

目次总则 基本规定 设计原则 施工检验 反滤及排水 一般规定 反滤准则 设计方法 软土地基处理中排水带设计与施工 防渗 防渗结构 工程防渗设计与施工 加筋 加筋土挡墙设计 加筋土垫层设计与施工 加筋土坡设计与施工 防护 一般规定 软体排防冲 土工模袋护坡 土工织物充填袋筑防护堤 路面与道面反射裂缝的防治 其它防护工程

总则 年代初我国即开始土工织物等土工合成材料的应用 和据不完全统这种材料修建的工程 材料与技术的优点愈来愈为工程其是近几年来在防洪抢险中的大量应用及其成土工程人员的高度但是该技术在我国的应用尚不普及为了在规范设计与施工中使之得到正确 土工合成材料具有功能其复合制品更能满足工程的多种需要故在各种工程建设中皆有广泛用 应用土工合成材料工程措施只是主体工程中的一个组成 部分当符合国家现行的其它有关

术语 参考了美国际土工合成材料 布 所列术语是本规范中出现的主要术语包括材料试验参数

基本规定 材料 所列分类系统系根据类法编写 所列为一般的测试项目应按工程需要选 土工合成材料特性常随温等试验条件 验应尽量模拟预计现场条件进 土工合成材料的强度在实际工程中会不同程度地因机械 与生物作用以及在长期使用中的蠕变等 应根据工程经验经统计确定其公式的各系数取 值亦可参见表 表土工织物强度的影响系数 土工合成材料极易受紫外线照射降解的特别注意 设计原则 土工合成材料在工程中发挥的作用大多是综合性 用作加筋时也设计时可以以加筋为依 兼顾 土工合成材料是一种制品易于受到施工损

1K411033 土工合成材料的应用

一、土工合成材料 土工合成材料是以人工合成的聚合物为原料制成的各类型产品，是城镇道路岩土工程中应用的一种新型工程材料的总称。 （一）分类 土工合成材料可分为土工织物、土工膜、特种土工合成材料和复合型土工合成材料等类型。 （二）功能与作用 1土工合成材料可设置于岩土或其他工程结构内部、表面或各结构层之间，具有加筋、防护、过滤、排水、隔离等功能，应用时应按照其在结构中发挥的不同功能进行选型和设计。 2当工程中使用土工合成材料兼有其他功能且要考虑这些功能的作用时，还需进行相应项目的校核设计。 二、工程应用 （一）路堤加筋 1路堤加筋的主要目的是提高路堤的稳定性。当加筋路堤的原地基的承载力不足时，应先行技术处理，以确保路堤的整体稳定。加筋路堤填方的压实度必须达到现行路基设计规范规定的压实标准。土工格栅、土工织物、土工网等土工合成材料均可用于路堤加筋，其中用作路堤单纯加筋目的时，宜选择强度高、变形小、糙度大的产品。土工合成材料应具有足够的抗拉强度，且应具有较高的撕破强度、顶破强度和握持强度等性能。 2加筋路堤的施工原则是以能够充分发挥加筋效果为出发点。合成材料连接应牢固，在受力方向处的连接强度不得低于该材料设计抗拉强度，其叠合长度不应小于300mm，连接数搭接宽带不得小与150mm。铺设土工合成材料的土层表面应平整，表面严禁有碎、块石等坚硬凸出物。土工合成材料摊铺后宜在48h以内填筑填料，以避免其过长时间受阳光直接暴晒。填料不应直接卸在土工合成材料上面，必须卸在已摊铺完毕的土面上；卸土高度不宜大于1m，以防局部承载力不足。卸土后立即摊铺，以免出现局部下陷。 3第一层填料宜采用轻型压路机压实，当填筑层厚度超过600mm后，才允许采用重型压路机。边坡防护与路堤的填筑应同时进行。

7-1-8-土工合成材料地基

7-1-8 土工合成材料地基 7-1-8-1 土工织物地基 土工织物地基又称土工聚合物地基、土工合成材料地基，系在软弱地基中或边坡上埋设土工织物作为加筋，使形成弹性复合土体，起到排水、反滤、隔离、加固和补强等方面的作用，以提高土体承载力，减少沉降和增加地基的稳定。图7-41为土工织物加固地基、边坡的几种应用。……. 图7-41 土工织物加固的应用 （a）排水；（b）稳定路基；（c）稳定边坡或护坡； （d）加固路堤；（e）土坝反滤；（f）加速地基沉降 1-土工织物；2-砂垫；3-道渣；4-渗水盲沟；5-软土层；6-填土或填料夯实；7-砂井

1．材料要求 土工织物系采用聚酯纤维（涤纶）、聚丙纤维（腈纶）和聚丙烯纤维（丙纶）等高分子化合物（聚合物）经加工后合成。一般用无纺织成的，系将聚合物原料投入经过熔融挤压喷出纺丝，直接平铺成网，然后用粘合剂粘合（化学方法或湿法）、热压粘合（物理方法或干法）或针刺结合（机械方法）等方法将网联结成布。土工织物产品因制造方法和用途不一，其宽度和重量的规格变化甚大，用于岩土工程的宽度由2~18m；重量大于或等于0.1kg/m2；开孔尺寸（等效孔径）为0.05~0.5mm，导水性不论垂直向或水平向，其渗透系数k≥10-2cm/s（相当于中、细砂的渗透系数）；抗拉强度为10~30kN/m（高强度的达30~100kN/m）。 2．特点和适用范围 土工织物的特点是：质地柔软，重量轻，整体连续性好；施工方便，抗拉强度高，没有显著的方向性，各向强度基本一致；弹性、耐磨、耐腐蚀性、耐久性和抗微生物侵蚀性好，不易霉烂和虫蛀；而且，土工织物具有毛细作用，内部具有大小不等的网眼，有较好的渗透性（水平向1×10-1~1×10-3cm/s）和良好的疏导作用，水可竖向、横向排出。材料为工厂制品，材质易保证，施工简便，造价较低，与砂垫层相比可节省大量砂石材料，节省费用1/3左右。用于加固软弱地基或边坡，作为加筋使形成复合地基，可提高土体强度，承载力增大3~4倍，显著地减少沉降，提高地基稳定性。但土工聚合物存在抗紫外线（老化）能力较低，如埋在土中，不受阳光紫外线照射，则不受影响，可使用40年以上。 适用于加固软弱地基，以加速土的固结，提高土体强度；用于公路、铁路路基作加强层，防止路基翻浆、下沉；用于堤岸边坡，可使结构坡角加大，又能充分压实；作挡土墙后的加固，可代替砂井。此外，还可用于河道和海港岸坡的防

土工合成材料在低造价路面中的应用

西部交通建设科技项目 合同号：2001 318 00046 土工合成材料在低造价路面中 的应用研究 研究报告简本 xx 理工大学 2006年7月 研究报告简本 本项目主要针对低造价沥青路面结构类型、应用土工合成材料处治低造价沥青路面的技术经济性分析、应用于低造价沥青路面的土工合成材料技术要求、土工合成材料处治低造价沥青路面基层设计方法和土工合成材料处治低造价沥青路面基层施工技术等五个主要方面展开研究。其中，紧紧围绕应用土工合成材料处治低造价沥青路面的技术经济性分析这一核心问题，结合工程应用和室内外试验，着重研究了应用土工合成材料改善沥青路面结构刚度、强度和承载能力（包括抗疲劳等长期性能）的机理。 通过系列的调研、试验和理论分析，总结提出了土工合成材料处治、加固低造价沥青路面底基层、基层及面层的设计方法和设计标准以及相应的施工技术。 研究报告包括七章和一个应用指南。 第一章低造价沥青路面结构类型及其土工合成材料潜在作用 详细地总结分析了国内外低造价沥青路面的结构类型，认为土工合成材料设置在基层与土基之间影响路基土与粒料基层的水稳定性、粒料基层的土污染、基层的整体性及其承载力；设置在基层与面层之间时影响沥青面层的疲劳开裂、半刚性基层沥青路面的反射裂缝、沥青路面的车辙。土工合成材料在低造价沥青路面中的潜在作用可以概括为三类主要作用：加筋，隔离与防渗。 第二章试验路铺设方案、施工与测试 介绍了试验路基本情况、沥青路面结构试验方案、现场施工、原材料及各结构层

性质试验、现场试验检测。 试验路选在张家界至罗依溪二级公路K45+500- K45+980段，其中填方200 米，挖方280 米。试验路按照不同的基层材料（级配碎石、水泥稳定碎石）、是否铺设土工合成材料、不同类型土工合成材料（土工格网、防渗土工布、防裂土工布）、土工合成材料不同的铺设位置（基层和底基层之间、基层与面层之间）的有限组合共分11个方案铺设，面层统一采用2.5cm细粒式沥青混凝土＋4cm 热拌沥青碎石。 试验路于2003年10月底通车运行，跟踪观测的结果表明，整个试验路段使用状况良好。 第三章粒料层回弹模量非线性模型及其参数反算 采用确定性优化反算方法，针对承载板多级非线性荷载，模拟承载板测路面弯沉的过程，编制了非线性有限元计算程序，对柔性路面结构层材料特性反算进行了系统的研究，主要成果包括: （ 1 ）在增量计算时引入迭代加速技术，改进高斯求解过程，有效地加快了计算速度；引入局部应力磨平技术，以及增量法的多阶自校正技术，极大的提高了非线性计算的精度，取得良好效果。 （2）采用了改进的非线性最小二乘优化方法－Marquardt 法，并且针对本问题对该方法进行了相应改进，包括对病态矩阵判定条件以及灵敏度矩阵修正系数的转换，在将该方法引入本问题以后，由于实现了二阶近似，收敛稳定性得到提高，收敛速度显著加快。 （3）经过多种材料非线性本构模型的比选，最后选择了适应性较强的三参数模型来模拟碎石土、碎石基层材料的非线性性质。实际计算证明，该模型对反算材料性质模拟效果较好，反算弯沉与实测弯沉吻合程度高，能够满足工程中的实际需求。 （4）在选定的试验路段上，随着施工的进展，在路基、底基层、基层上分别进行了承载板弯沉检测，并且利用计算机模拟该过程进行了材料非线性特性参数反算。实际应用情况表明，静力线弹性反分析方法得到的结果在某些情况下明显不合理，而考虑应力非线性特性则可以给出合理的解答。

土工合成材料施工方案

广明高速公路陈村至西樵段 S03标段 土工合成材料施工方案 编制： 审核： 审批： 广明高速公路陈村至西樵段S03标项目经理部二O一一年四月二十五日

土工合成材料施工方案 编制依据 《公路工程技术标准》 《公路土工合成材料施工技术规范》 《公路土工合成材料应用技术规范》 《土工合成材料应用技术规范》 《土工合成材料—塑料土工格栅》 广明高速S03标路基施工图纸 一、概况 1、地理位置 广明高速公路陈村至西樵段，位于佛山市区南海区，横贯佛山市南侧，呈东西走向，起点位于顺德区陈村镇吴家围互通立交，接广明高速公路广州段，经佛山市顺德区、禅城区、终点在南海区西樵镇，是佛山市公路交通网的重要组成部分。本工程建成后将成为佛山市东西走向的重要交通走廊，将极大地促进“广佛都市圈”经济发展区的形成，对完善佛山和珠江三角洲地区的公路网络具有重要的现实意义。其中S03合同段，位于南庄镇村，横跨佛山西一环及紫洞大道。 2、场地工程地质条件 1）地形地貌 本工程地处珠江三角洲腹地，类型为三角洲冲积平原地貌类型，桥位处沿线地势平坦，分布有较多鱼塘。 2）地质评价 根据沿线区域地质资料、场地沿线地质调查及勘探钻孔揭露，本标段的主要地层自上而下为：第四系人工填土层（Q ml）、第四系冲积层（Q al)、残积层（Q el）、第三系基岩。 3）水文地质评价 场区内主要河流顺德水道（宽约800m）对本工程影响较大，其它鱼塘等影响较小亦无通航要求。区内雨量充沛，地下水受大气降水和地表水补给，在平原区地下水位浅，第四系松散岩含水层主要为砂层，水量丰富，地下水上部为松散孔隙水，下部为基岩裂隙水，一般为贫水层状岩石，场地为湿润直接临水，场地

最新7-1-8土工合成材料地基汇总

7-1-8土工合成材料 地基

7-1-8 土工合成材料地基 7-1-8-1 土工织物地基 土工织物地基又称土工聚合物地基、土工合成材料地基，系在软弱地基中或边坡上埋设土工织物作为加筋，使形成弹性复合土体，起到排水、反滤、隔离、加固和补强等方面的作用，以提高土体承载力，减少沉降和增加地基的稳定。图7-41为土工织物加固地基、边坡的几种应用。 图7-41 土工织物加固的应用 （a）排水；（b）稳定路基；（c）稳定边坡或护坡； （d）加固路堤；（e）土坝反滤；（f）加速地基沉降

1-土工织物；2-砂垫；3-道渣；4-渗水盲沟；5-软土层；6-填土或填料夯实；7- 砂井 1．材料要求 土工织物系采用聚酯纤维（涤纶）、聚丙纤维（腈纶）和聚丙烯纤维（丙纶）等高分子化合物（聚合物）经加工后合成。一般用无纺织成的，系将聚合物原料投入经过熔融挤压喷出纺丝，直接平铺成网，然后用粘合剂粘合（化学方法或湿法）、热压粘合（物理方法或干法）或针刺结合（机械方法）等方法将网联结成布。土工织物产品因制造方法和用途不一，其宽度和重量的规格变化甚大，用于岩土工程的宽度由2~18m；重量大于或等于0.1kg/m2；开孔尺寸（等效孔径）为0.05~0.5mm，导水性不论垂直向或水平向，其渗透系数k≥10-2cm/s（相当于中、细砂的渗透系数）；抗拉强度为10~30kN/m（高强度的达30~100kN/m）。 2．特点和适用范围 土工织物的特点是：质地柔软，重量轻，整体连续性好；施工方便，抗拉强度高，没有显著的方向性，各向强度基本一致；弹性、耐磨、耐腐蚀性、耐久性和抗微生物侵蚀性好，不易霉烂和虫蛀；而且，土工织物具有毛细作用，内部具有大小不等的网眼，有较好的渗透性（水平向1×10-1~1×10-3cm/s）和良好的疏导作用，水可竖向、横向排出。材料为工厂制品，材质易保证，施工简便，造价较低，与砂垫层相比可节省大量砂石材料，节省费用1/3左右。用于加固软弱地基或边坡，作为加筋使形成复合地基，可提高土体强度，承载力增大3~4倍，显著地减少沉降，提高地基稳定性。但土工聚合物存在抗紫外线

土工合成材料的主要性能及在工程中的应用

土工合成材料的主要性能及在工程中的应用 一、国内外土工合成材料的应用概况 土工合成材料的开发和使用已有几十年的历史。1926年，美国最早用棉织物加固公路路面；20世纪30年代末或40年代初，聚氯乙烯薄膜应用于土工的防渗；50年代末期，Ｒ.Ｊ.Ｂarrtt在美国佛罗里达州利用聚氯乙烯织物作为海岸块石护坡的垫层；1956～1957年著名的荷兰三角洲工程用机织土工织物加固防海潮大坝；20世纪60年代，合成纤维土工织物在美国、欧洲和日本逐渐推广，但是其生产技术主要是机织型的，主要用于护岸防冲等工程，机织土工织物的强度高，但价格也较高，反滤、排水功能差，限制了它的发展。非织造布的应用给土工积物带来了新的生命，它的特点是把纤维做成多方向的或任意排列使得其性能上各向同性，非织造型土工积物在20世纪60年代末期开始应用于欧洲，70年代从欧洲传到了世界各地。到70年代土工合成材料的应用及其产品的发展达到一个鼎盛时期。高性能的原料赋予产品高的强力与耐用性，先进的生产工艺赋予产品良好的功能，使其应用范围不断扩大，特别是近30年来，由于非织造针刺法、纺粘法工艺的推广，产品成本低，而且具有良好的化学物理性能和水工性能，使非织造土工织物的应用飞速地发展起来。目前世界上已有100多个国家和地区(包括发达国家和部分发展中国家和地区)在10万多个工程中采用了土工布。据统计,全世界目前合成纤维土工布年耗量约40万吨,其中美国最多,达10万

吨,。土工合成材料已经成为继钢材、水泥、木材之后的第4种新型建筑材料。目前，发达国家在产品种类、质量、应用范围的广度与深度等方面的发展都比发展中国家快，尤以北美发展最快，欧洲则以德国、法国、荷兰、意大利等西欧国家发展较快，亚洲主要是日本、马来西亚、韩国发展较快，国外产品类型、品种较多，规格齐全，以非织造型、合成型、复合型所占比例较大。在我国，土工合成材料在岩土工程等领域的应用历史较短。最早应用的是土工膜，大约在20世纪60年代初期，用于渠道防渗；70年代中期，在长江护岸和长江堤防中首次用织造型土工织物；80年代初期，非织造型土工织物开始应用于工程中；80年代末，土工膜袋首次引入工程应用。纵观土工合成材料40多年的发展史，可将其应用历程大致分为三个阶段：80年代中期以前的初创阶段；80年代中期至90年代中期的发展阶段和90年代后期开始的逐渐成熟阶段。 二、土工合成材料的主要类型 土工合成材料的主要类型有：土工织物、土工膜、土工格栅、土工网、土工复合材料和土工织物粘土垫。 土工织物是可渗透的土工合成材料，是一类最古老和用量最大的土工合成材料。土工织物主要有两种类型：纺织的和无纺的。纺织的土工织物是在普通纺织机上使用单纤维、多纤维丝或细长薄膜或带制成。无纺土工织物还可按照纤维连接在一起的方法细

土工合成材料在地基处理中的应用讲解学习

土工合成材料在地基处理中的应用 土工合成材料出现被誉为岩土工程的一次革命，它以优越的性能和丰富的产品型式在工程建设中找到了用武之地，在地基处理工程中也发挥了重要的作用。 1 概述 土工合成材料（Geosynthetics）是一种新型的岩土工程材料，是岩土工程应用的合成产品的总称。它以人工合成的高分子聚合物为原料，如合成纤维、合成橡胶、合成树脂、塑料或者一些天然的材料，讲它们制成各种类型的产品，置于土体内部、表面或各层土体之间，来改善土体性能或保护土体。 现今，土工合成材料已经广泛应用于水利、建筑、公路、铁路、海港、环境、采矿和军工等领域，其种类和应用范围还在不断发展扩大。今天我们提到土工合成材料主要有六大功能：排水、反滤、加筋、隔离、防渗和防护，除此还有约束和减载作用等。在实际工程应用中，往往是一种功能起主导作用，而其他功能也相应地不同程度地起作用。 土工合成材料的种类繁多，早期主要有透水的土工织物、不透水的土工膜两类。近年来，大量其它类型的土工合成材料纷纷涌现，如土工格栅、塑料排水带、土工格室、土工网、土工模袋、三维植被网、土工织物膨润土垫等。 （1）土工格栅。土工格栅是一种以塑料为原料加工形成的开口的、类似格栅状的产品，具有较大的网孔，可以在一个方向或两个方向上进行定向拉伸以提高力学性能，多用于加筋。除塑料格栅外，还有编织格栅，即用众多的纤维形成纵向和横向肋条，中间有较大的开口空间。编织格栅采用的原料是聚酯，上面涂有一些保护材料，如PVC、乳胶或沥青。此外，还有玻纤格栅，它是一种编织格栅。 （2）土工格室。土工格室一般用长12.5cm、宽75～200mm、厚1.2mm的高密度聚乙烯条制成，条间沿宽度用超声波焊接，焊缝间距约为300mm。在加筋地基现场像手风琴一样展开，展开的面积达10m×5m，每块面积中含有数百个独立的格室，每格直径约200mm。在格室中充填砂砾料，振动压实后构成加筋垫层。 与土工格室垫层相比，用土工格栅可连接成平面上呈方形或三角形的空格，填充粗粒料形成更厚的垫层。

堤防工程土工合成材料应用技术

前言 下游及沿海平原地区，面积占国土总面积的8％。这里有全国40％的人口和35％的耕地，工农业总产值占全国的70％，也是中国人口最密集、经济最发达的地区。该地区的洪涝灾害严重，是我国国民经济和社会持续发展的心腹之患。 我国在防御洪涝灾害方面做出了很大努力并取得非凡成就，但由于自然、社会和经济条件的限制，我国现在的防洪减灾能力仍较低，江河和城市防洪标准普遍偏低，不能适应社会、经济迅速发展的要求，防洪减灾仍是一项长期而艰巨的任务。 堤防是防御洪水的最后屏障。目前我国建有各类堤防25万km，其中主要堤防6.57万km。 局限性，基础大多为沙基，而且绝大部分堤防的基础基本上没有进行处理。二是堤身质量差，不少堤防是在原民堤的基础上，经历年逐渐加高培厚而成，往往质量不佳。三是堤后坑塘多，尤其是长江干堤和洞庭湖、鄱阳湖区，筑堤土料严重不足，多年来，普遍在堤后取土筑堤，取土坑、塘多未做处理，覆盖薄弱。因此当遭遇洪水时，经常发生管涌、滑坡、崩岸和漫溢等险情，严重者导致大堤溃决。在1998年的洪涝灾害中，仅长江中下游干堤就出现险情6100多处，高水位时每天出险300余处。 1998年抗洪斗争全面胜利后，全国各地掀起了以堤防工程建设为重点的水利建设新高潮。党中央、国务院多次强调，在灾后重建工作中，要运用先进技术，坚持质量第一。对土工合成材料的推广应用给予了高度重视，朱镕基总理亲自指示要在大修堤防工作中采用，并对推广应用土工合成材料作了多次重要批示。为贯彻落实党中央、国务院的指示精神，科学有序、积极稳妥地做好土工合成材料的推广应用工作，在国家经贸委的支持下，水利部国际合作与科技司、水利部建设与管理司以及国家防汛抗旱总指挥部办公室，共同组织从事科研、管理、设计、施工、教学的专家，在总结多年土工合成材料应用经验和国内外最新进展的基础上，编写了这本《堤防工程土工合成材料应用技术》。本书也是“水利科技减灾系列丛书”之一。它的出版，旨在向广大工程技术人员和基层干部群众推广普及土工合成材料在堤防工程中的实用技术和应用知识，为在堤防工程中推广应用土工合成材料提供技术支撑。本书也可作为水利工程设计、施工、管理等技术人员的培训教材。 科所等为本书提供了许多资料。李广信、俞仲泉、徐少曼等专家对本书进行了审阅，提出了许多宝贵意见。此外，还得到了长江科学研究院、水利部科技推广中心的大力支持，在此一并向他们表示衷心的感谢。 由于编写时间紧迫，书中定会存在许多不足乃至错误，敬请广大水利工作者给予批评指正。 编者 1999年11月 目录 第一章综述 第一节土工合成材料的含义及其应用概况

土工合成材料在蓄水池设计施工中的应用

土工合成材料在蓄水池设计施工中的应用 梁金虎（中冶天工基础路桥分公司） 摘要将水利建设技术应用于工业建筑工程，通过挖土填坝自行消化土方，利用土工合成材料技术进行防渗，很好地解决传统材料和传统工艺难于解决的技术问题，水池坝坡再进行防护的方法做10万m3蓄水池，挖填筑坝土工布蓄水池代替传统钢筋砼10万m3蓄水池，经济效益、环保显著。 关键词：土工布造价对比应用 一、背景 土工合成材料具有过滤、排水、隔离、加筋、防渗和防护等六大功能及作用。在我国不仅已经广泛应用于建筑工程的各种领域，而且已成功地研究、开发了成套的应用技术。土工合成材料应用在各类工程不仅能很好地解决传统材料和传统工艺难于解决的技术问题，而且的均取得了显著的经济效益，工程造价可降低15%以上。 本着经济实用的原则，业主决定不采用10万m3蓄水池钢筋混凝土设计，结合水利建设技术，将蓄水池改为土工合成材料应用，我项目部参与了变更设计，并组织了施工。 二、新旧方案经济对比 ⑴、原方案钢筋混凝土10万m3蓄水池： ①、土方开挖、回填=150万元 ②、钢筋=190万元 ③、砼=220万元 ④、脚手架等措施费=30万元 ①~④合计造价=590万元 ⑵、新方案挖填筑坝土工布10万m3蓄水池： ①、清草皮、机械挖土、筑坝=120万元 ②、土工布铺设=2.5万m2*10元/m2=25万元 ③、护坡砂、六方块、河卵石=15万元 ④、坝顶钢筋砼护脚=5万元 ①~④合计造价=165万元

三、新方案的实施 （1）、概述 本蓄水池工程位于华鑫煤焦有限公司对面，水该池坝高5.5m，坝底宽25m，坝顶宽12m，坝长730m，占地面积4万m2，坝体为砂土碾压，池底部及护坡采用土工布防渗，坝坡采用土工布上压预制块分格内填河卵石防护。 （2）、实施的具体内容和技术路线：设计-施工-检验 （3）、技术特点、和关键工艺： ①、进行场地草皮清理； ②、进行坝基下土清理、碾压； ③、挖土填筑坝体，内坡1：3、外坡1：2.5，平均挖土深度2.8m、填土筑坝高度2.7m； ④、削坡、清库底后进行土工布铺设，采用二布一膜； ⑤、水池底部上覆盖600mm土做保护，坝坡在土工布上覆盖100mm砂，然后铺筑六方块并填河卵石，坝顶钢筋砼护脚路沿石。 （4）、关键技术 ①、土工布的铺设，是该工程施工的关键。施工质量控制包括材料采购、进场原材料质量控制、施工操作过程控制、施工完质量检测。 ②、进场的土工布必须有厂家提供的合格证书，性能及特性指标和使用说明书。土工膜进场后，随机抽取土工膜对其性能指标进行复测，复测结果应全部合格。 ③、施工中，首先要用料径较小的砂土或粘土找平基面，然后再铺设土工膜。土工布不要绷得太紧，两端埋入土体部分呈波纹状。土工布需压在护脚槽下需先施工100mm反滤。 ④、土工布的接缝处理是一个关键工序，直接影响防渗效果。拟采用热焊，焊缝搭接宽度不小于10cm。接缝时应做到无尘土、油脂和水份，接缝长度要大于10cm。 ⑤、铺设技术要求：铺设应在干燥暖和天气进行，为了便于拼接，防止应力集中，复合土工膜铺设采用波浪形松驰方式，富余度约为 1.5%，摊开后及时拉平、拉开，要求复合土工膜与坡面吻合平整，无突起褶皱，施工人员应穿平底

土工合成材料

一、单选题（15题） 1．土工合成材料开始应用的确切年代是（D ）。 A 30年代 B 50年代 C 80年代 D. 难以考证 2．土工合成材料的功能很多，归纳为七种，其中有（ B ）。 A 防腐功能 B 加筋功能C清洁功能D防火功能 3．“中国土工合成材料工程协会”正式成立于（ C ）。 A.1984年 B. 1990年 C. 1995年 D. 1998年 4．.从样品上裁取试样时，试样的布置应采用下列方法（ B ）。 A平行取样法 B 梯形取样法C均匀取样法D分层取样法5．常见聚合物聚乙烯的代号是（ B ）。 A．PP B．PE C．PVC D．PA 6．土工织物中，目前国内用量最大的产品是（D ） A 针刺无织物 B 针织土工织物 C 长丝无纺织物 D 扁丝织造型土工织物 7．土工合成材料具有防渗功能，下列材料中用于防渗的材料是（B ）。 A 土工织物 B 土工膜 C 土工格栅 D 土工格室 8．试验室检测材料具有温度控制要求，温度应控制在（C ）℃。 A （20±5） B （23±5） C （20±2） D （23±2）9．聚丙烯的比重是（A ）。 A 0.91 B 1.39 C 0.940~0.968 D 0.91~0.925 10．等效孔径O95的含意是允许（B ）的颗粒（以质量计）通过筛布。 A 95% B 5% C 95 D 5 11．握持强度的单位是以（A ）表示。 A kN B kN /m C kPa D kN /mm 12．过期样品的处置应有（C ）负责。 A 检测员 B 收样员 C 样品管理员 D 负责人 13．顶破强度中CBR顶破试验的顶杆为（ D ） A 直径50mm尖头杆 B 直径8mm平头杆 C 直径8mm尖头杆 D 直径50mm平头杆 14．抽取样品有一定的规则，最主要的原则是（ B ）

土工合成材料在水利工程中的应用

土工合成材料在水利工程中的应用 摘要:土工合成材料作为一种新型的岩土工程，具有加筋、隔离、过滤、排水、防渗、防护 等多种功能，在工程的各个领域中得到了大量的应用。由于土工合成材料可有效消除应力集中现象，也可起到应力传递作用，使应力分解，防止土体受外力作用破坏，因此在水利工程中，土工合成材料的防护作用得到了广泛应用。通过工程实例验证了土工合成材料应用在水利工程中所取得的经济效益。 关键词:土工合成材料;分类;水利;工程实例;防护 0 引言 据科学考证，数千年前人类就利用芦苇加筋黏土建造房屋，3 000年前，英国人曾在沼泽地带用木排修筑公路。这些都是“以非土材料加固土体”原理的自然体现。在现代，1930 年美国卡罗来纳州首次使用棉纺织品加固路基土，进入20 世纪80 年代以后，随着土工格栅、土工网和土工垫等新土工合成材料在工程实践中应用变得越来越广泛，并且取得了较好的效果，这些成功的工程项目案例大大推动了了土工合成材料应用技术的发展。 我国在土工合成材料的应用与研究方面起步较晚，但是20 世纪80 年代开始，我国从国外引进了许多生产设备和技术资料，促使土工合成材料的生产与应用开始进入一个全新的时期; 特别是90 年代以来，土工合成材料作为一种新型的岩土工程，具有加筋、隔离、过滤、排水、防渗、防护等多种功能，在工程的各个领域中得到了大量的应用。 由于土工合成材料的独特性能，其应用的深度和广度都在不断发展.尤其是在水利工程中应用范围广、应用量大，如三峡水电工程，京杭大运河等水利工程都应用了这种材料，并取得了较好的经济效益和社会效益。 1 土工合成材料的分类 土工合成材料是以合成纤维、合成橡胶、合成树脂和塑料等高分子物质为原料制成的应用于土木工程的各种产品的统称。在土工合成材料刚被应用到工程实践中时，土工织物和土工膜两类合成材料是工程中最常见的两种土工合成材料，分别代表透水和不透水合成材料。但是，随着科技的发展以及研究的深入，越来越多新形式的土工合成材料开始涌现并被应用到工程实践中。另外，工程中将透水材料和不透水材料联合起来应用的情况也越来越多，使得两大类的分法难以互含。显然，这种分类方式不再满足现实的要求。因此，我国的水利部门会同其他有关部门共同制定了《土工合成材料应用技术规范》，把土工合成材料根据实际应用情况分为4 类，即土工织物、土工膜、土工合成材料和土工特种材料. 1. 1 土工织物 土工织物是属于透水性的土工合成材料。它的制造一般要经过两个步骤: 1) 把聚合物原料加工成丝、短纤维、纱或条带。 2) 把上面已加工出来的产品再制成平面结构的土工织物。按制造方法不同，可分为织造型和非织造型土工织物。 1. 2 土工膜 土工膜是研究者在20 世纪70 年代利用聚合物或沥青等不透水材料经各种工序制成的一种相对不透水合成材料。按制作方法可分为沥青土工膜和聚合物土工膜两大类，为适应工程中不同强度和变形的需要，两类中又各有不加筋和加筋或