土工合成材料

1、CH2 CH2 土工合成材料土工合成材料一、土工合成材料發(fā)展概況一、土工合成材料發(fā)展概況 第一節(jié)第一節(jié) 常用土工合成材料常用土工合成材料 二、路用土工合成材料的類型及作用二、路用土工合成材料的類型及作用土工合成材料土工合成材料（geosynthetics）土工合成材料是應(yīng)用于土工合成材料是應(yīng)用于巖土巖土工程工程、以、以人工合成的聚合物為原材料人工合成的聚合物為原材料制成的各種產(chǎn)品的統(tǒng)稱。因制成的各種產(chǎn)品的統(tǒng)稱。因為它們主要用于巖土工程，故冠以為它們主要用于巖土工程，故冠以“土工土工”( geo( geo) )兩字，稱為兩字，稱為“土工合成材料土工合成材料” ，以區(qū)別于天然材料。，以區(qū)別于天然材

2、料。置于土體內(nèi)部、表面或各層土體之間，發(fā)揮加強或保護土體的作用。早期產(chǎn)品主要是透水的土工織物（俗稱土工布）和基本不透水的土工膜以及組合產(chǎn)品，所以稱為：土工織物、土工膜和相關(guān)產(chǎn)品。隨著工程建設(shè)需要和制造技術(shù)發(fā)展，產(chǎn)品種類不斷擴展，1994年在新加坡召開的第5屆國際土工合成材料學(xué)術(shù)討論會議上正式確定為：土工合成材料正式確定為：土工合成材料。土工合成材料名稱由來土工合成材料名稱由來一、土工合成材料發(fā)展概況一、土工合成材料發(fā)展概況國際發(fā)展概況國際發(fā)展概況以天然植物作為巖土工程材料，已經(jīng)有幾千年的歷史。如：茅草作為土的加筋材料，在我國北方的大部分地區(qū)仍在沿用。荷蘭在水利工程上，大量利用柳條加固堤防，防止

3、沖刷。但天然植物易于腐爛，不能耐久；金屬容易銹蝕；到20世紀(jì)30年代，塑料、合成纖維和合成橡膠問世。土工合成材料隨化學(xué)工業(yè)聚合物的發(fā)展和工程拓展而興起，其應(yīng)用技術(shù)則依賴于巖土力學(xué)基本原理。創(chuàng)始人之一吉勞德教授（Dr.Giroud.J.P.）曾譽為“可能是巖土工程歷史上的一次重要革命”一、土工合成材料發(fā)展概況一、土工合成材料發(fā)展概況土工合成材料開始應(yīng)用的確切年代已難以考證。只能從部分早期有里程碑意義的工程事例中知其大概；上世紀(jì)30年代，聚氯乙烯土工膜聚氯乙烯土工膜已被應(yīng)用游泳池防滲游泳池防滲；1953年美國墾務(wù)局開始用聚乙烯膜聚乙烯膜于渠道防滲渠道防滲；前蘇聯(lián)也較早地在渠系上鋪設(shè)設(shè)低密度聚乙烯膜

4、；1958年美國佛羅利達州在海岸塊石護坡海岸塊石護坡下展鋪土工織物土工織物作反反濾護墊濾護墊，至今被認(rèn)為是近代史土工織物應(yīng)用的發(fā)端。19521953年荷蘭遭遇特大風(fēng)暴，造成重大生命財產(chǎn)損失，災(zāi)后啟動著名的三角洲工程，這個項目動用了大量的早期的土工織物，因此大大推動了土工織物的發(fā)展。于1968年，荷蘭又開發(fā)研制成雙層土工織物縫制成的用于護岸護岸的混凝土模袋混凝土模袋。一、土工合成材料發(fā)展概況一、土工合成材料發(fā)展概況國際發(fā)展概況國際發(fā)展概況1968年法國的羅納.普朗克（Rhone Poulenc ）公司首創(chuàng)無無紡?fù)凉た椢锛復(fù)凉た椢?，可替代傳統(tǒng)的砂礫料用作濾層濾層， 使土工織物的應(yīng)用領(lǐng)域廣為拓展；上

5、世紀(jì)八十年代初英人麥瑟（Mercer）發(fā)明了以聚合物制成的至今仍為土加筋的最佳材料的土工格柵土工格柵（geogrid）。七十年代末有了塑料排水帶塑料排水帶，替代砂井用于軟基排水固結(jié)軟基排水固結(jié)。以有紡織物制成的大直徑大長度的土工管袋土工管袋，可容納疏浚泥沙容納疏浚泥沙、淤泥淤泥等物，脫水固結(jié)脫水固結(jié)，形成連續(xù)大體積土管袋土管袋，可作岸邊的防沖防沖障墻障墻，也可建成河工丁壩河工丁壩、順壩順壩，以及圍墾造地圍墾造地、興建人工島興建人工島。一、土工合成材料發(fā)展概況一、土工合成材料發(fā)展概況國際發(fā)展概國際發(fā)展概況況八十年代后期，大體積土工包產(chǎn)大體積土工包產(chǎn)生，土工包放置在開底船上容納廢棄物、疏浚土料等后

6、封閉，靠GPS定位系統(tǒng)運到指定水域，開啟船底投放，修成水下穩(wěn)定平臺水下穩(wěn)定平臺、防波堤防波堤等，或控制海底侵蝕控制海底侵蝕和建潛壩建潛壩結(jié)構(gòu)等。為了改善生態(tài)、保護環(huán)境，各種三維土工網(wǎng)墊三維土工網(wǎng)墊相繼問世，可用于坡面植草坡面植草。環(huán)保問題的高度重視，不僅防滲用土工膜及應(yīng)用技術(shù)有了很大的改進，也促成了土工合成材料膨潤土墊膨潤土墊（GCL）的研制成功， GCL結(jié)合土工膜結(jié)合土工膜構(gòu)成垃圾填埋場的防滲系統(tǒng)防滲系統(tǒng)。并逐漸推廣到渠道渠道、水池水池和人工湖人工湖等防滲。一、土工合成材料發(fā)展概況一、土工合成材料發(fā)展概況國際發(fā)展概國際發(fā)展概況況土工合成材料的應(yīng)用在我國的發(fā)展可歸納為四個階段。（一）自發(fā)應(yīng)用時

7、期（一）自發(fā)應(yīng)用時期早在上世紀(jì)六十年代，山東打漁張灌區(qū)、河南人民勝利渠即采用塑料薄膜作渠道防滲，后推廣用于水池、水庫等防漏；1965年遼寧桓仁水電站用瀝青聚氯乙烯膜為混凝土支墩壩上游面止裂防漏；1976年江蘇長江岸邊的江都嘶馬以扁絲土工織物結(jié)合混凝土塊壓重，制成軟體沉排防治江岸沖塌；這一時期的特點，是個別工程應(yīng)用該材料，既無一定規(guī)格的的產(chǎn)品，也無定型的設(shè)計方法，純屬按既往巖土工程經(jīng)驗，群眾性自發(fā)應(yīng)用。一、土工合成材料發(fā)展概況一、土工合成材料發(fā)展概況我國發(fā)展概況我國發(fā)展概況（二）技術(shù)引進時期（二）技術(shù)引進時期八十年代初，鐵科院用杜邦公司贈送的2萬平方米無紡?fù)凉た椢?，試用于治理鐵道長期存在的翻漿冒

8、泥病害，算是我國采用正規(guī)土土合成材料的開端。土工模袋的引進，并由無錫毛紡織染廠將其國產(chǎn)化。 1983年又引進了加筋技術(shù)和加筋土工格柵。到九十年代中期，自行研究出國產(chǎn)化產(chǎn)品。一、土工合成材料發(fā)展概況一、土工合成材料發(fā)展概況我國發(fā)展概況我國發(fā)展概況（三）組織建立時期（三）組織建立時期1983年，國際土工織物學(xué)會（簡稱IGS）成立，1994年更名為國際土工合成材料學(xué)會（仍簡稱IGS）。 1984年底，成立了“土工織物科技情報協(xié)作網(wǎng)”。1986年更名為“土工合成材料技術(shù)協(xié)作網(wǎng)”（簡稱CTAG）1990年中國正式加入“國際土工合成材料學(xué)會國際土工合成材料學(xué)會”（IGS），并成立了“國際土工合成材料學(xué)會中

9、國委員會國際土工合成材料學(xué)會中國委員會”（CCIGS）;1986年至今先后在天津、沈陽、儀征、宜昌、西安、上海召開了八屆全國土工合成材料學(xué)術(shù)會議。1995年正式成立 “中國土工合成材料工程協(xié)會中國土工合成材料工程協(xié)會” (仍簡稱CTAG)。一、土工合成材料發(fā)展概況一、土工合成材料發(fā)展概況我國發(fā)展概況我國發(fā)展概況（四）步入標(biāo)準(zhǔn)化時期1998年的特大洪水中，國家領(lǐng)導(dǎo)與各部門領(lǐng)導(dǎo)認(rèn)識了土工合成材料在防汛搶險中的顯著作用；水利部率先編制土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范 SL/T225-1998 水利水電工程土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范，結(jié)束了我國無標(biāo)準(zhǔn)的狀態(tài)；繼后國家標(biāo)準(zhǔn)和鐵路、公路、水運的行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)隨之發(fā)布；

10、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和材料測試標(biāo)準(zhǔn)緊隨其后。1998年年底，土工合成材料及技術(shù)步入規(guī)范化時期。一、土工合成材料發(fā)展概況一、土工合成材料發(fā)展概況我國發(fā)展概況我國發(fā)展概況二、路用土工合成材料的類型及作用二、路用土工合成材料的類型及作用土工織物土工織物（土工布）土工膜土工膜土工復(fù)合材料土工復(fù)合材料土工特種材料土工特種材料有紡 無紡（長絲和短絲）針刺黏結(jié)熱黏結(jié)膠劑黏結(jié)復(fù)合土工織物復(fù)合土工膜復(fù)合防、排水材料土工格柵、經(jīng)編格柵、土工帶、土工網(wǎng)、土工格室、土工包等土工合成材料膨潤土襯墊（GCL） 、三維植被網(wǎng)墊、聚苯乙烯板塊、發(fā)泡土工材料等最常用如：經(jīng)編土工織物主要作用：加筋、增強、過濾、排水、隔離等功能。 在 軟土地

11、基處理； 提高路基、路面工程質(zhì)量； 增強穩(wěn)定性方面有重要作用。二、路用土工合成材料的類型及作用二、路用土工合成材料的類型及作用( (一一) )土工織物土工織物二、路用土工合成材料的類型及作用二、路用土工合成材料的類型及作用( (一一) )土工織物土工織物織造型土工織物（有紡）織造型土工織物平紋平紋斜紋斜紋緞紋緞紋非織造型土工織物熱粘合熱粘合化學(xué)粘合化學(xué)粘合機械粘合機械粘合非織造型土工織物紡粘法是粘合法中的一種，是將聚合物原料經(jīng)過熔融、擠壓，紡絲成網(wǎng)，纖維加固后形成的產(chǎn)品。這種織物厚度薄而強度高，滲透性大。由于制造流程短，產(chǎn)品質(zhì)量好，品種規(guī)格多，成本低，用途廣，近年來在我國發(fā)展較快?；瘜W(xué)粘合法土

12、工織物是通過不同工藝，將粘合劑均勻地施加到纖維中，待粘合劑固化，纖維之間便互相粘連，使網(wǎng)得以加固，厚度可達3 mm。常用的粘合劑有聚烯醋、聚醋乙烯等。也可以在施加粘合劑前加以滾壓，得到較薄的和孔徑較小的產(chǎn)品。這類產(chǎn)品在工程中的應(yīng)用較少。機械粘合法是以不同的機械工具將纖維網(wǎng)加固，應(yīng)用最廣的是針刺法，還有用水刺法的。針刺法利用裝在針刺機底板上的許多截面為三角形或棱形且側(cè)面有鉤刺的針，由機器帶動，作上下往復(fù)運動，讓網(wǎng)內(nèi)的纖維互相纏結(jié)，從而織網(wǎng)得以加固。產(chǎn)品厚度一般在1mm以上，孔隙率高，滲透性大，反濾排水性能均佳，在水利工程中應(yīng)用很廣。水刺法是利用高壓噴射水流射人纖維網(wǎng)，使纖維互相纏結(jié)加固。其產(chǎn)品較

13、為柔軟，主要用作衛(wèi)生用品，工程中尚未應(yīng)用。編織（二）土工膜土工膜 是一種基本不透水的材料，有很好的防滲防 漏性。廣泛用于大壩、堤防、水閘、地下工 程、圍堰、垃圾填埋場等工程。土工膜作用：過濾、排水、防滲、保土、 抵制地下翻漿； 防止上下層混雜、使局部負(fù)荷分布均勻土工膜應(yīng)用的技術(shù)在于： 合適的材料 合理的防滲層結(jié)構(gòu)設(shè)計 正確嚴(yán)格的施工（二）土工膜改善土工膜性能/降低成本的措施：（1）摻入碳黑，可以提高抵抗日光紫外線的能力， 可延緩老化；（2）摻入鉛鹽、鋇、鈣等衍生物，可以提高材料的 抗熱與抗光照穩(wěn)定性；（3）摻入滑石粉等潤滑劑，可以改善可操作性；（4）摻入殺菌劑，可防止細(xì)菌破壞等。（三 ）復(fù)合型

14、土工合成材料復(fù)合型土工合成材料是兩種或兩種以上的土工合成材 料組合在一起的產(chǎn)品。這類產(chǎn)品 將各組合材料的特性相結(jié)合，以 滿足工程的特定需要。 不同的工程有不同的綜合功能要求，故復(fù)合型土工材料的品種繁多，主要分為： 復(fù)合土工膜和復(fù)合排水材兩大類。復(fù)合土工膜復(fù)合土工膜是將土工膜和土工織物（包括織造和非織 造型）組合在一起的產(chǎn)品。 是一種以土工膜為主體，同時在其一側(cè)或兩側(cè)粘有無紡織物、有紡織物或加筋材料等土工材料等的復(fù)合土工材料。其功能較多，發(fā)展?jié)摿^大。 由于布加筋的作用，使復(fù)合膜既具有布的特點又具有膜的特點，抗脹破、撕裂、刺破能力大大加強。 設(shè)計時優(yōu)先考慮膜的變形率和布的強度。 復(fù)合膜生產(chǎn)寬度有

15、限，大幅使用時，搭接縫的防滲與強度特性不容忽視。復(fù)合土工膜復(fù)合土工膜優(yōu)點： 以織造型土工織物復(fù)合，可以對土工膜加筋，保護膜不受運輸或施工期間的外力損壞； 以非織造型土工織物復(fù)合，不僅對膜提供加筋與保護，還可以起到排水排氣的作用，同時提高膜面的摩擦系數(shù)。 復(fù)合型排水材復(fù)合型排水材種類： 塑料排水板、無紡織物與塑料網(wǎng)狀管構(gòu)成的排水材 無紡織物、芯材與土工膜構(gòu)成的排水材 無紡織物、網(wǎng)狀管材與土工膜構(gòu)成的排水材 無紡織物、芯材排水管等。 軟式排水管，又稱滲水軟管，由高強度鋼絲圈作 為支撐壁+管壁包裹材料（有反濾、 透水及保護作用）。復(fù)合型排水材塑料排水帶（板）塑料排水帶是具有縱向連續(xù)溝槽的塑料芯帶外包

16、裹薄型無紡?fù)凉た椢锒傻膹?fù)合排水材料。斷面形狀有多種。（四）特種土工合成材料特種土工合成材料主要包括: 土工格柵 土工膜袋 玻纖網(wǎng) 土工墊 土工格室 超輕型合成材料等土工格柵土工格柵 土工格柵是聚合物高分子材料經(jīng)過定向拉伸形成的具有開孔網(wǎng)格、較高強度的平面網(wǎng)狀材料。特點：具有很高的柔性、延展性、抗疲勞性能， 抗土和地下水的化學(xué)腐蝕性，耐霉性、與填料聯(lián)鎖性好。土工格柵主要用于土體的加筋，是工程中應(yīng)用很廣的加筋材料。土工格柵土工格柵 加筋帶焊成的土工格柵加筋帶焊成的土工格柵 土工格柵用途： 用于軟土地基加固，增加地基抗剪強度、提高地基承載力、促進地基均勻沉降； 可用于加固地基邊坡，可放陡邊坡至1：

17、1.5，達到少占地的目的，并可防止水流沖刷； 在半挖半填和挖方、填方交界處或路基加寬處，在新舊路基結(jié)合處鋪設(shè)土工格柵可減少不均勻沉降； 還可用于路面，減少路面裂紋（主要鋪在基層底面）及車轍深度（主要鋪在基層頂面），以延長路面維修周期并可減薄路面厚度。 用于橋臺或其他人工構(gòu)造物臺背，防止其填土部分沉降，以減少“跳車”現(xiàn)象。土工格柵土工格柵土工格柵土木膜袋土木膜袋是由雙層聚合物化纖織物制成的連續(xù)（或單 獨的）袋狀材料，可以代替模板使用。 常用高壓泵把混凝土或砂漿貫入模袋中，最后形成板狀或其他形狀材料。 主要用于沖刷工程。土木膜袋以織物代替模板用于護坡的土工模袋（fabriform）玻纖網(wǎng)玻纖網(wǎng)是以

18、玻璃纖維制成的平面網(wǎng)格材料，具有較好 的高溫穩(wěn)定性，適用于路面裂縫防治。土工網(wǎng)土工網(wǎng) 是以合成材料條帶或合成樹脂壓制成的平面 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的土工合成材料，可因網(wǎng)孔尺寸、 形狀、厚度和制造方法的不同而造成性能上 的差異。用于坡面防護、植草和軟基加固墊層的土工網(wǎng)（geonet）土工網(wǎng)特點：抗拉強度較低、延伸率較高。用途：土工網(wǎng)與路基填料間有較大的聯(lián)鎖性， 可增加路基的抗剪強度； 控制基底變形； 防止路基邊坡表土流失。 土工網(wǎng)強度模量比土工格柵低，但對于受力和變形要求不高的情況，如坡面防護等，也可用于加筋材料。 主要用于路堤加筋、路基防護。土工墊土工墊是以熱塑性樹脂為原料、經(jīng)擠出、拉伸等工序 形成的相互

19、纏繞、并在節(jié)點上相互融合、底部 為高模量基礎(chǔ)層的三維網(wǎng)墊，用于防護工程。土工墊土工格室土工格室是用聚合物制成的蜂窩狀三維結(jié)構(gòu)。 可以在運輸和儲存時縮疊起來，施工時再張開使用。特點：張開的土工格室可保持形狀不變，在其中填入土料，由 于格室對土的側(cè)向位移的限制，可大大提高土體的剛度 和強度。 廣泛用于軟土地基加固和防護工程。 土工格室利用其側(cè)向約束作用以固定散粒土的土工格室（geocell）土工條帶 物理性指標(biāo)：厚度、等效孔徑等。 力學(xué)性指標(biāo)：抗拉強度、延伸率、撕裂強度、握持強度、 膨脹強度等。 水力特性指標(biāo)：滲透性、淤堵性指標(biāo)、水通量和抗?jié)B指標(biāo)。 界面特性：土與土工合成材料的摩擦系數(shù)及相互作用的

20、 界面特性。 流變特性：蠕變強度折減系數(shù)，長期疲勞強度特性指標(biāo)。 老化特性：紫外線老化強度折減系數(shù)，抗化學(xué)腐蝕指標(biāo)， 凍融和干濕影響指標(biāo)等。延緩?fù)凉ず铣刹牧侠匣拇胧┯绊懲凉ず铣刹牧侠匣囊蛩兀?熱和溫度引起的熱氧化； 陽光中紫外線產(chǎn)生的光氧化； 化學(xué)和生物侵蝕、干濕作用、凍融變化和機械磨損等 其中光氧化的破壞作用很強。延緩?fù)凉ず铣刹牧侠匣拇胧?在原材料中加入防老化劑，如適量的抗氧化劑、光穩(wěn)定劑和深色碳黑等，抵制光、氧、熱等外界因素對材料的作用； 在工程中采取防護措施，如盡量縮短材料在日光中的暴露時間，用巖土或深水覆蓋等。第二節(jié)第二節(jié) 加筋（加筋（Reinforcement） 在公路工程中

21、加筋補強主要有兩大類： 1.路堤的穩(wěn)定性不足，為了提高路堤的穩(wěn)定性，控制路堤沉降，采用土工合成材料進行路堤加筋； 2.為了減少路基與結(jié)構(gòu)物之間的不均勻沉降,臺背路基采用土工合成材料進行加筋。 常見的加筋材料： 土工格柵、土工織物和土工加筋帶等。 絕大部分是針對筋材與土的交界面上兩種材料的相互作用展開的。 流行觀點（圍繞在摩阻力上）： 1、筋材在土體內(nèi)增加了一個阻止側(cè)向變形的摩擦力 2、加筋作用使土體黏聚力增大。 新觀點： 1、張力膜理論 2、應(yīng)力場和位移場改變 3、間接影響帶理論 4、深基礎(chǔ)效應(yīng) 將材料按要求置于土內(nèi)，依靠材料與周圍土之間的界面摩阻力限制土體側(cè)向移動，使土的模量增大，整體性增強

22、，以增加土體承載力的作用。 加筋土工程：目前加筋土已大量應(yīng)用于軟土地基加固建筑擋墻、建造陡坡、淺基礎(chǔ)地基、橋臺、道路防裂加筋土擋墻等。1 1、筋材的抗拉強度和應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系（延伸率）、筋材的抗拉強度和應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系（延伸率）2 2、筋材的抗拉剛度（蠕變和應(yīng)力松弛）、筋材的抗拉剛度（蠕變和應(yīng)力松弛）3 3、筋材的粗糙度及與土體的咬合性能（抗磨性）、筋材的粗糙度及與土體的咬合性能（抗磨性）4 4、筋材的抗溫度、老化性能及耐久性、筋材的抗溫度、老化性能及耐久性新老路基結(jié)合處加筋高速公路土工合成材料鋪設(shè)層位示意圖高速公路土工合成材料鋪設(shè)層位示意圖新老路基結(jié)合處加筋河南安陽-新鄉(xiāng)高速公路改擴建工程-土工布加

23、筋土工布加筋新老路基結(jié)合處加筋河南安陽-新鄉(xiāng)高速公路改擴建工程土工格柵加筋土工格柵加筋新老路基結(jié)合處加筋河南安陽-新鄉(xiāng)高速公路改擴建工程土工格室加筋土工格室加筋有包裹式和條帶式兩種。由五部分組成：擋墻土體、土體中筋材、面板、帽石、地基和基礎(chǔ)。設(shè)計基本資料：筋材特性指標(biāo)、外載荷、地基土特性指標(biāo)、回填土特性、結(jié)構(gòu)安全系數(shù)（內(nèi)部穩(wěn)定及外部穩(wěn)定）。 典型工程典型工程青藏鐵路加筋土擋墻青藏鐵路加筋土擋墻典型工程典型工程青藏鐵路加筋土擋墻青藏鐵路加筋土擋墻典型工程典型工程青藏鐵路加筋土擋墻青藏鐵路加筋土擋墻典型工程典型工程青藏鐵路加筋土擋墻青藏鐵路加筋土擋墻典型工程典型工程青藏鐵路加筋土擋墻青藏鐵路加筋土

24、擋墻加筋土擋土墻第三節(jié)第三節(jié) 過濾：防止土工建筑物在排水過程中土顆粒的大 量流失。 排水：排出多余水，保持土體穩(wěn)定性。 過濾與排水常常同時被要求，加強土層抗?jié)B透破壞能力。 采用土工織物用作反濾排水的技術(shù)被大量使用。第三節(jié)第三節(jié) 土工織物的過濾機理Filtration， 當(dāng)土中的水從土工織物中流過時,水可以順暢穿過,而土粒卻被阻留的現(xiàn)象稱為過濾或反濾。 此種功能是保持土體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的關(guān)鍵要求。第三節(jié)第三節(jié) 第三節(jié)第三節(jié) 淤堵類型 淤堵：土工織物中的孔道被堵塞，過水面積減小，滲透性下降的現(xiàn)象 按淤堵形成原因，分為以下三種：機械淤堵:土體中細(xì)顆粒隨水流進入土工織物空隙并停留其中，隨著時 間增長，停留

25、的顆粒越來越多，土工織物透水性越來越小?；瘜W(xué)淤堵:水中各種離子發(fā)生化學(xué)作用生成不溶于水的化合物，停留在 土工織物孔隙中，減小水流通道從而降低了土工織物的滲透 性。生物淤堵：土體或土體水中的藻類、菌類微生物和有機質(zhì)在土工織物 孔隙中繁殖，堵塞孔隙。 一般情況下，機械淤堵為主要形式。第三節(jié)第三節(jié) 過濾結(jié)構(gòu)形式與設(shè)計要求滲溝 坡面防護支檔結(jié)構(gòu)物等效孔徑：表示土工合成材料孔隙的大小。如：O95表示土工合成材料中95%的孔徑低于該值。保土性和透水性：保土性：保證土中起骨架作用的較大顆粒不流失。透水性：透水準(zhǔn)則表明反濾織物透水性與土的滲透性的關(guān)系?？椢锏拈L期透水性（防淤堵準(zhǔn)則）：找到“最恰當(dāng)”的設(shè)計，使后

26、期透水性不致顯著降低。要求在保證濾層穩(wěn)定的情況下盡量選擇孔徑較大的材料。透水率和導(dǎo)水率一般認(rèn)為無紡針刺土工織物是最適用于反濾層的防淤材料。1、土工織物的種類和特性2、被保護土的性質(zhì)和狀態(tài) （內(nèi)部穩(wěn)定土和內(nèi)部不穩(wěn)定土，粘性土和沙性土）3、水流的特性（動態(tài)流和靜態(tài)流，單向流和雙向流）4、土工織物鋪設(shè)的施工質(zhì)量和土層接觸面情況5、其他外部情況（如反濾層下游排水材料情況）第三節(jié)第三節(jié) 排水作用排水作用Drainage材料能讓水流沿其內(nèi)部排走的能力。它作為傳統(tǒng)排水材料砂礫料的替代料。無紡?fù)凉た椢铩?fù)合排水材料、排水管與塑料排水帶有此功能。右圖是擋墻背部利用無紡?fù)凉た椢锘驈?fù)合排水材料排除地下水至排水管，再

27、由排水管排走的示意。 目 的： 加速土體排水固結(jié)，改善土的性能； 導(dǎo)走土體中滲透水，降低滲透壓力； 降低土體中浸潤線，增加土體穩(wěn)定性。 材 料：無紡織物、塑料排水管、塑料排水帶、土工網(wǎng)、 毛細(xì)排水帶、軟式排水管、速排龍等。 在道路、堤壩、隧道及軟基等工程中，常需地下 排水，用地下埋管方式排水很普遍。 在控制地面侵蝕的結(jié)構(gòu)中，壓重（混凝土塊等） 之下往往墊有土工織物，而兩者之間還有砂墊層 。砂墊層作用在于保護土工織物不被壓重破壞和 消除土工織物中孔隙水，以免水壓力破壞壓重。 由聚氯乙烯透水芯帶外套以無紡織物濾布制成。 它排水性能良好、質(zhì)量輕、施工方便、對土的擾動小、造價低廉、工效高。 它一出現(xiàn)便

28、迅速被推廣使用，現(xiàn)我國排水帶年用量達到近億延米（趙維炳，2006）。 應(yīng)用：提高軟地基的承載力與穩(wěn)定性 減少建筑基礎(chǔ)的沉降 塑料排水帶技術(shù)新發(fā)展 可測深的排水帶：“數(shù)字式”、“銅絲式” 整體式排水帶。 排水加固工程的發(fā)展。3 隔離作用隔離作用Separation將兩種不同的材料分隔，使其不混和的功能。例如：將鐵路軌道下道碴碎石和地基細(xì)粒土隔開。用于隔離的材料常為土工織物或土工膜。通過隔離可保持介質(zhì)和結(jié)構(gòu)的完整性和穩(wěn)定性。右圖是地基有無隔離層的比較示意軟土路基有無隔離層的比較示意圖軟土路基有無隔離層的比較示意圖4 防滲作用防滲作用Waterproofing利用材料阻隔液（水）體或防止其流失的作用

29、。常用的防滲材料有土工復(fù)合膜等。右圖是以土工膜作渠道防滲。土工膜渠道防滲土工膜渠道防滲過濾與排水工程土工膜渠道防滲土工膜渠道防滲過濾與排水工程第四節(jié)第四節(jié) 路基防護路基防護防護作用防護作用Protection利用合適材料防護巖土體免受環(huán)境影響導(dǎo)致破壞的作用。例如在堤壩臨水岸坡鋪上土工織物來抵抗水流沖刷；也用于土體防凍和景觀綠化等。常用的防護材料有土工織物、土工模袋、土工網(wǎng)和三維植被網(wǎng)墊等路基防護主要包括：坡面防護和沖刷防護。第四節(jié)第四節(jié) 路基防護路基防護 坡面防護 保護路基邊坡表面免受雨水沖刷，減緩溫差及濕度變化的影響，防止和延緩軟弱巖土表面的風(fēng)化、破碎、剝蝕演變進程，保證路基整體穩(wěn)定性。土質(zhì)

30、邊坡拉伸網(wǎng)草皮固定草種布網(wǎng)格固定撒種巖質(zhì)邊坡（裸露式或埋藏式）土工網(wǎng)土工格柵 沖刷防護 防止水流對路基的沖刷、拍擊和淘洗，或是防止水位驟降時路基內(nèi)細(xì)粒填料流失。土工織物軟體沉排土工膜袋防護工程1)土工織物注漿模袋、土砂石織物袋、織物軟體排等材料 防止河岸或海岸被沖刷;2)防止垃圾、廢料或廢液污染地下水或散發(fā)臭味;3)防止水面蒸發(fā)或空氣中的灰塵污染水面;4)防止路面反射裂縫;5)防止土體的凍害;6)臨時保護岸邊或草地，防止水土流失，促進植物生長;7)防止地面水滲透人地下(在膨脹土或濕陷性黃土地區(qū)修 建建筑物時尤為必要);8）在地下工程施工中為防止對鄰近建筑物的影響而采取 的措施。土質(zhì)邊坡防護-拉

31、伸網(wǎng)草皮在平整的地坪上鋪3-5cm的種植土層，土工網(wǎng)或土工墊布布置在種植土層的中間，然后撒種、養(yǎng)護，待草苗旺盛，土體、土工網(wǎng)與根系固定后，成捆運送至施工地點進行鋪設(shè)。優(yōu)點：可任意切割、搬運方便、草種易存活、可防止雨水沖刷。 土質(zhì)邊坡防護-固定草種布在土工織物紡織時，將草種固定 于土工織物內(nèi)，然后到現(xiàn)場鋪筑，促使草皮生長，形成植被護坡層。鋪設(shè)前應(yīng)先將坡面整理平整，將固定草種布產(chǎn)鋪固定在坡面上，并將其也坡面緊貼。土質(zhì)邊坡防護-網(wǎng)格固定撒種網(wǎng)格固定撒種護坡方法網(wǎng)格固定撒種護坡方法坡面防護-巖質(zhì)邊坡防護 巖質(zhì)邊坡采用土工網(wǎng)或土工格柵進行防護。 可采用裸露式或埋藏式兩種防護方式。 裸露式防護：將土工合成

32、材料直接固定并裸露于巖面的防護方式。 缺點：土工合成材料長期暴露于陽光下容易老化，性能 大大降低。 適用：臨時性工程邊坡防護或永久性工程邊坡的臨時防 護。或?qū)τ诟鼡Q土工合成材料較方便的永久性工 程邊坡防護。 埋藏式防護：先將土工合成材料固定于巖面上，再用水泥砂漿噴護的防護方法。 采用埋藏式防護的坡面應(yīng)設(shè)置泄水孔。沖刷防護 為防止流水直接危害沿河路堤、濱海路堤，必須采取一定的防止沖刷的措施。土工織物軟體沉排護坡 在土工織物上以塊石或預(yù)制混凝土為壓重的護坡結(jié)構(gòu)。 適用：水下工程及預(yù)計可能發(fā)生沖刷的河床和岸坡土面上。 土工膜袋護坡 土工膜袋是一種雙層織物袋，袋內(nèi)充填流動性混凝土或水泥砂漿或稀釋混凝土

33、，凝固后形成高強度和高剛度的硬結(jié)板塊。 優(yōu)點：強度高、抗凍性強、形狀適用性強、成型后緊貼地面、水下施工無需圍堰或斷流等。 適用：泥沼、池塘、小型湖泊地區(qū)填筑路基臨水邊坡沖刷防護。Geosystem以高強土工織物縫制成袋或長管袋或大體積包裹體，內(nèi)填土體或廢料，或以土工網(wǎng)等扎成的箱籠，內(nèi)充石塊等功能。這類產(chǎn)品有土工袋（geobag）、土工管袋（geotube）、土工包（geocontainer)和土工箱籠（gabion）等。利用它們可以建堤壩、人工島、結(jié)合疏浚圍墾土地、岸邊防打護以及處理廢料垃圾等。包容作用（包裹）包容作用（包裹）沖刷防護-土工織物軟體沉排護坡長管袋作防護結(jié)構(gòu)長管袋作防護結(jié)構(gòu)長管袋沖填過程中長管袋沖填過程中沖刷防護-土工膜袋護坡沖刷防護-