土工合成材料用途精選(九篇)

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第1篇：土工合成材料用途范文

關鍵詞：土工合成材料公路工程應用

中圖分類號：X734文獻標識碼： A

1．概述

土工合成材料作為一種相對新型的施工材料， 已經(jīng)在歐美等發(fā)達國家得到了很成功的應用，目前在鐵路、公路、建筑工程中也都得到了很廣泛的應用。在公路工程中，土工合成材料通常會被應用于填挖交界處、排水、地基處理、防護以及加筋等重要的隱蔽工程上，而且取得了非常顯著的效果。它具有造價低、適用性強、耐久性強，強度高以及耐腐蝕性強等優(yōu)點。不僅在公路工程行業(yè)，而且在水利、鐵道、巖土等工程等行業(yè)都到了廣泛應用。

2．土工合成材料的種類

土工合成材料根據(jù)材質和特征的不同，目前可分為以下幾中類型：

3 土工合成材料的功能

3.1隔離功能 土工合成材料將兩種不同的建筑材料隔開來，也可把相同材料的不同粒徑的材料隔開，避免兩種材料相互混雜，或者受到外部作用力的時候不至于流失，能夠保證所使用建筑材料的整體結構和功能。

3.2防護功能 當外部有比較集中的應力作用到土體上的時候，土工合成材料可以將應力從一種材料傳遞到另一種材料，從而起到減輕和分解的作用。防護功能主要有兩種情況，一種是沖刷防護，另一種是坡面防護。

3.3 濾層功能 土工材料能夠使土壤中的液體排出的同時，還可以防止在滲透力作用下的土或者其他顆粒流失，從而引起路基的不穩(wěn)定性。

3.4排水功能 較厚的土工合成材料能夠將土壤中的水分凝聚起來，通過材料的空隙沿著材料流出。

3.5加筋功能 主要是利用土工合成材料的抗拉性來改善土層的力學性能，將材料埋置在土體中，可增強地基的承載力，土基的整體受力，提高路基的整體強度和穩(wěn)定性，從而能夠起到加固路基，穩(wěn)定土基的作用，土工格柵，由于土粒嵌入格櫥孔口之內，產生較大的摩擦力，從而提高土體的強度。

3.6防滲功能 在公路工程施工過程中，土工合成材料由于它具有特殊的結構性能，可以按照工程的需要制成各種層厚，防滲性能也相當明顯，在碎石層和路基之間加鋪一層防滲土工合成材料，可以有效的起到隔離水份的作用。

4 土工合成材料在公路工程的應用

4.1用于道路面層與基層之間的柔性路面結構層 高等級公路要求“強基薄面”，將高模量的土工合成材料置于路面結構層中，可增大路面結構層的抗拉強度，減薄路面結構層的厚度，保持路面的結構完整性。

4.2用于臨時道路 許多林區(qū)、海港、油田及一些軍用的臨時道路要通過水文地質條件不良的地區(qū)，采用避繞的方法需延長線路增大投資。將土工合成材料鋪設在軟弱的地基上，利用其良好的抗拉強度和變形特性，避免其上部的填料在荷載作用下與地基土相混淆，同時約束填料的側向移動，保證填料層的相對剛度，將上覆荷載擴散到較大面積的地基上，減少地基所需承受的壓力。臨時道路完成使命后，由于軟弱地基土工合成材料的隔離作用其上的填料可回收再用。

4.3用于排水 用軟式透水管水平打人路塹邊坡中，排除邊坡內積水，將其鋪設于道路中央分隔帶中，進行分隔帶排水。

4.4用于植被防護 用三維土工網(wǎng)墊進行路堤(塹)邊坡的植被防護，也可將其鋪在河岸、水庫、池塘岸坡上防止邊坡被沖刷，或利用土工織物袋裝砂石及土工膜袋作護坡。

4.5用于護坡 用土工格柵和復合加筋帶構筑加筋土擋墻和橋臺或加陡路堤邊坡，增強穩(wěn)定性，也用于路堤邊坡加強層。

4.6調節(jié)剛度 用土工格柵和土工網(wǎng)鋪設于橋頭、填挖交界處、新老路基結合部位，以謂節(jié)橋梁到路基的剛度，減小沖擊力，防止橋頭跳車及錯臺。

4.7用于軟土路基加固處理 用塑料排水板代替砂井以加速軟土地基的固結，提高地基承載力。或用土工織物、土工格柵、土工網(wǎng)結合碎石或砂礫墊層鋪設于軟土地基和路堤之間，利用其抗拉強度加筋軟基路堤，保證路堤的穩(wěn)定性。

4.8用于處理膨脹土和濕陷性路基 用不透水的土工膜作封閉層，使路基土含水量不發(fā)生大的變化。

4.9用土工膜鋪設于凍融翻漿路段，保持溫度穩(wěn)定減小路基凍害，治理道路翻漿。

4.10用纖維土(土工材料聚酯絲和無粘性土混合)建造陡坡路基和擋墻，法國及英國道路中于70年代末就有先例。

4.11用超輕質填料(聚苯乙烯塊EPS)筑路堤，鋪在橋臺和引堤交接處，以減小地基荷載，防止堤身出現(xiàn)過度沉降和沉降差，以及橋臺和引堤交接處錯臺。

5 結束語

土工合成材料在我國公路工程中的應用時間雖然很短，但由于其施工方便、造價低廉、效果明顯、技術可行等優(yōu)點，因而得到了迅速的發(fā)展，已大量應用于路橋工程的各種場合。材料也從單一的土工織物發(fā)展到采用具有較高強度和模量的土工格柵、土工網(wǎng)和復合土工織物、玻纖網(wǎng)及土工墊的應用數(shù)量也在逐年增加。

參考文獻：

[1]王銀河， 江志超. 公路施工中土工合成材料應用的探討[J].中國新技術新產品， 2012，（3）： 45.

[2] 尚福濤. 土工合成材料在公路軟基中的應用技術探討[J].道路工程， 2012， （6）： 47-48.

第2篇：土工合成材料用途范文

倪娜

天津新宇建筑工程有限公司 301600

摘要：伴隨著我國對于科學技術的發(fā)明與發(fā)展，國內的土木建筑工程中涌出了大量的新發(fā)明，并投入到了使用當中，為我國的土木建筑工程作出了巨大的貢獻。

在眾多的新材料的發(fā)明使用中，纖維復合材料作為土木建筑工程中應用的材料，有著很好的性能，有著很強的抗腐蝕性，同時，本身的質量很輕，但強度卻很

大，能夠抵抗很大的壓力，因此，纖維復合材料逐漸替代了傳統(tǒng)的建筑材料。本文主要分析了纖維復合材料的優(yōu)勢及纖維復合材料在土木建筑工程中的應用情

況。

關鍵詞：土木建筑；纖維復合材料；應用分析

土木建筑業(yè)作為我國重要產業(yè)之一，為我國的社會經(jīng)濟發(fā)展起著很大

的作用，同時也是人們生活空間的基礎，只有不斷地改進與創(chuàng)新，才能滿

足不同時代下人們對于生活空間質量的需求。纖維復合材料是一種新型的

建筑材料，有著承重大、質量輕、強度高等特點，同時，能夠順應時代的

發(fā)展，符合生態(tài)文明建設的理念，使用成本低，節(jié)約能源，具有綠色環(huán)保

的性能，對于土木建筑工程的發(fā)展有著很重要的意義。因此，纖維復合材

料逐漸得到土木建筑工程的廣泛應用。

一、纖維復合材料在土木建筑的優(yōu)勢

纖維復合材料具有可設計性，較高的比強度和比剛度，抗疾勞性、抗

化學反應及抗腐蝕性良好的抗震性等。纖維復合材料之所以能夠在土木建

筑中得到廣泛使用，與其自身的材料優(yōu)勢有著密不可分的關系。

(一)纖維復合材料有著較強的應用性

纖維復合材料由于兼顧基體材料和增強材料的材料優(yōu)勢，因此其性能

既能夠保持原有材料的某些特性，又能夠將組合材料的材料優(yōu)勢充分發(fā)揮

出來，這種材料特性使得纖維復合材料與其他單一建筑材料相比，有著極

為廣泛的應用范疇，因此能夠在很大程度上滿足各類土木建筑結構的設計

要求，滿足土木建筑項目的建筑要求。

(二)纖維復合材料較強的抗疲勞性與耐久性

一般來說金屬的疲勞強度為拉伸強度的40%～50%，而纖維復合材料

的疲勞強度則為其拉伸強度的70%～80%，因此纖維復合材料有著更高的

抗疲勞性，在土木建筑當中會表現(xiàn)出更好的建筑性能，滿足土木建筑的設

計要求，提升建筑項目的質量與水平。傳統(tǒng)建筑材料，例如鋼筋，其易與

空氣發(fā)生化學反應，造成建材耐久性與使用性能的降低，使得土木建筑難

以發(fā)揮應有的作用，而絕大部分纖維復合材料具有較強的抗氧化性能，材

料性質較為穩(wěn)定，有著較強的使用壽命，可有效提升木土建筑的耐久性。

二、纖維復合材料的應用原則

（一）科學性原則

只有從科學的角度進行對土木建筑設計的規(guī)劃，從纖維復合材料性質、

土木建筑建設流程的制定以及生產硬件與軟件構成式等多個方面進行細致

而全面的考量，才能夠最大限度保證纖維復合材料在土木建筑中的應用能

夠滿足土木建筑項目生產實踐的要求，只有在科學精神、科學手段、科學

理念的指導下，才能夠以現(xiàn)有的技術條件為基礎，進行纖維復合材料在土

木建筑中高效應用的科學探索與研究。

（二）易操作原則

由于土木建設項目大多位于城市邊緣或者郊區(qū)，其操作環(huán)境較為簡陋，

難以實現(xiàn)土木建筑項目中纖維復合材料的細致處理與操作。因此為了適應

這一現(xiàn)實狀況，就要盡可能增加土木建筑項目中纖維復合材料使用方案中

的容錯率，減少外部環(huán)境對纖維復合材料使用實踐活動的影響。同時由于

從事土木建筑實踐活動的工作人員專業(yè)水平不足，而大多數(shù)土木建筑建設

工作又由他們承擔，因此纖維復合材料使用方案必須進行簡化處理，降低

操作的難度，使得在較短時間內，可以進行批量操作，滿足土木建設工程

設計規(guī)劃的要求，保證土木建設開發(fā)項目進行的速率，使纖維復合材料使

用方案在實踐中順利完成。

（三）實用性原則

土木建設項目作為一項重要的人類活動，經(jīng)歷了從無到有，從小到大

的過程，而這一過程的實現(xiàn)就需要雄厚資金的支持。從實際來看，資金的

穩(wěn)定供應與否能夠直接影響到土木建筑項目的質量與水平，因此纖維復合

材料在土木建筑中的應用必須要遵循實用性的原則，最大限度減少纖維復

合材料使用方面的成本投入，從而能夠將更多的資金利用于其他方面，保

證土木建設項目的順利進行。

三、常用的纖維復合材料及其應用

（一）混凝土型纖維復合材料的應用

在傳統(tǒng)的使用材料中，水泥的承重力小，而混凝土會容易受到環(huán)境中

的因素影響發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，且抗拉力強度。纖維材料通過多種材料合集的

結合，通過各自的特性，形成高抗壓性、高強度、高抗腐蝕性等復合型材

料。因而可以根據(jù)建筑的不同需求進行相應的調配，使用相應的復合材料，

使其更加滿足工程的需要。例如C 纖維增強混凝等，通過其防水性能、機

械性能、抗腐蝕性等的提高，使其適合應用到物建筑工程中。與此同時，

它還有吸收震動波的性能，有很好的抗震性，更加適用于各種建筑工程中

的應用。

（二）纖維聚合物筋

纖維聚合物筋是由纖維通過特殊的工藝拉擠處理后形成的一種復合材

料，有著很大的強度和抗壓性能，常見的有碳纖維纖維聚合物筋和芳綸纖

維纖維聚合物筋。因其特有的性質，可以鋼筋的使用，應用到新建和

預應力混凝土結構中，使得土木工程的結構更加穩(wěn)定，同時，也可應用到

建設建筑、維修建筑等方面工作中。

（三）智能型纖維復合材料

隨著不斷地發(fā)展，多功能型的建筑不斷被建立，對于建筑工程中使用

的材料要求也越來越嚴格，為了很好的順應建筑業(yè)的發(fā)展，智能型纖維復

合材料逐漸發(fā)明并投入使用。目前，智能型纖維復合材料主要有以下幾：

第一，屏蔽磁場水泥基復合材料，智能纖維材料可以有效的屏蔽電磁波對

于建筑物內的干擾，解決電磁波干擾所帶來的各種問題，彌補了傳統(tǒng)材料

的不足，使建筑的施工更加順利。第二，水泥基屏蔽電磁波復合材料，通

過加入碳纖、鋁纖維和鋼纖維三種材料，使水泥基體具有了屏蔽電磁波的

性能，進而使其應用到了交通導航系統(tǒng)中，增加了混凝土的使用功能。第

三，等溫差水泥基復合材料，將碳纖維的性能與混凝土的性能相融合，進

而增加混凝土的整體功能，利用其更多的性能，使其投入到建筑溫度的檢

測和電力情況的檢測工作中，最終給將于建筑提供了電能。第四，導電水

泥混凝土，即在混凝土中加入導電纖維，使其具有一定的導電性，進而使

混凝土的抗損傷力有所增加，同時，能夠使建筑更安全更耐用，延長其使

用壽命。在實際工程中，具有可以除掉建筑物的靜電的作用，下雪時，也

可以在一定程度上融化路面上的雪。除此之外，還有多種智能型復合材料，

需要我們不斷研究與開發(fā)，不斷地加入到土木建筑的應用中，推進我國建

筑工程業(yè)的發(fā)展。

（四）結構補強材料

結構補強材料通常應用到土木工程中纖維片的修補過程中，減少建筑

的安全隱患，彌補其不足。同時，因結構補強材料具有質密輕的特點，使

得其易于施工，減低了施工的繁瑣性，縮短了土木工程的工期，節(jié)省了施

工時間，受到業(yè)內人士的喜歡。

綜上所述，纖維復合材料的有效應用在保證建筑企業(yè)發(fā)展速度與規(guī)模

的同時，也保證了開發(fā)建設項目的質量，其從建筑層面促進了我國經(jīng)濟的

進一步發(fā)展，保證了我國城市化進程的深度與廣度。

參考文獻

[1]馮鵬.復合材料在土木工程中的發(fā)展與應用[J].玻璃鋼/復合材料,2014,09

[2]劉彬.淺談土木工程中碳纖維復合材料的應用[J].門窗,2014,11

[3]葛自力.土木工程中碳纖維復合材料的運用研究[J].當代化工,2015,01

第3篇：土工合成材料用途范文

【關鍵詞】土木工程；FRP復合材料；應用

中圖分類號： TB33 文獻標識碼： A

前言

目前由于土建工程的不斷壯大，土建工程中施工技術水平的提高，尤其FRP復合材料運用的問題得到了人們的廣泛關注。雖然我國在此技術上有所完善和進步，但是仍然存在一些問題和不足需要改進。在建設社會主義和諧社會的新時期，進一步加強土木工程的FRP復合材料技術，保證施工中的安全質量，是促進土木工程發(fā)展的一個重要環(huán)節(jié)。

二、FRP復合材料基本性質簡介

1、FRP是由多股連續(xù)纖維，如玻璃纖維、碳纖維及阿拉米德纖維等，采用基底材料膠合后，經(jīng)過特制的模具擠壓、拉拔而成型。常見的FRP包括玻璃纖維增強塑料、碳纖維增強塑料和阿拉米德纖維增強塑料等。不同的纖維化學成分不同，力學性能也有較大差別，相應FRP的力學性質表現(xiàn)出很大的差異。

2、FRP的主要特點有：

（1）抗拉強度高。三種FRP的抗拉強度均明顯超過了鋼筋，與高強鋼絲差不多，且在達到抗拉強度之前，幾乎沒有塑性變形產生。

（2）抗腐蝕性和耐久性好。與鋼材相比，F(xiàn)RP均具有很好的抗腐蝕性和耐久性，因而可提高結構使用壽命，尤其用于腐蝕性較大的環(huán)境效果更為顯著。

（3）自重輕，施工方便。FRP密度僅為鋼材的25%左右，這樣，當建筑結構中采用FRP時，施工非常方便，可降低勞動力費用。當用于舊有結構的維修加固時效果更為明顯。

（4）熱膨脹系數(shù)與混凝土相近。這樣當環(huán)境溫度發(fā)生變化時，F(xiàn)RP與混凝土協(xié)同工作，兩者間不會產生大的溫度應力。

（5）彈性模量小。FRP的彈性模量約為普通鋼筋的25%~70%，這樣，F(xiàn)RP混凝土結構的撓度較大和裂縫開展較寬將不可避免。

（6）抗剪強度低。FRP抗剪強度很低，通常不超過其抗拉強度的10%左右，在將FRP用作預應力筋以及進行FRP的材性試驗時，相應的錨、夾具需專門研制。

（7）材料較為昂貴。由于FRP的生產制作工藝較復雜，一般需采用專門的長線擠壓臺座才能完成。

通常，F(xiàn)RP筋中纖維含量為70%~80%，樹脂占20%~30%，纖維含量愈高，F(xiàn)RP強度愈高，但擠壓成型時愈困難。以9mm直徑的FRP為例，其中包含了約12萬根的連續(xù)纖維。

三、FRP在土木工程中的關鍵技術及應用

絕大多數(shù)修復工作包括對由于地震和其他自然災害造成的損壞及結構老化的修補組成。由于環(huán)境、設計不周、建筑質量低劣，需要對建筑結構進行加固，且這種處理方式可以滿足當前的設計與使用要求。因此，近二十年，結構修補與加固在世界范圍內引起了極大的關注。最近試驗和分析研究表明：利用 FRP復合材料來修復現(xiàn)有的結構比傳統(tǒng)方式更節(jié)省成本、更能縮短時間且更容易施工。

歷史上，復合材料首先應用于鋼筋混凝土（RC）橋梁的彎曲加固，應用于鋼筋混凝土（RC）立柱和無鋼筋砌筑墻抗震的加強。

1、關鍵的材料技術

（1）高性能FRP復合材料改性技術研究FRP復合材料與土木工程常用建筑鋼材相比具有高強、輕質、耐久、耐疲勞、易施工與可設計等諸多優(yōu)點，不同的FRP復合材料與傳統(tǒng)建筑鋼材相比有不同的特點但也有一定的弱點，如與鋼材相比，其韌性差，破斷延伸率較低(鋼材破斷延伸率約為15.0%一26.0%，而CFRP為1.5% , AFRP為1.5%一2.0% , GFRP為2.5%一3.0%的破斷延伸率)，破壞時沒有屈服臺階.土木結構對材料韌性的基本要求是2.5%一3.0%.所以，CFRP和AFRP的強度高，但韌性差.GFRP可以滿足韌性要求，但模量和強度低，這就使得其在土木工程中的應用效果大大降低.因此，如何通過對各有特點的不同纖維材料的復合改性，使其具有高性能(高強、高模、高耐久性及良好的韌性等)同時又具有低成本、良好的環(huán)境親和性，是影響現(xiàn)有高性能FRP復合材料在現(xiàn)代土木工程中應用的關鍵材料技術問題.該問題一旦獲得解決，將會給現(xiàn)代土木工程材料技術帶來革命性的變革，也會為復合材料領域帶來一個巨大的潛在市場與更大的發(fā)展機遇。

（2）高性能FRP復合材料。關鍵配套材料和設備研究開發(fā)由于土木工程用FRP復合材料形式是多種多樣的，其應用環(huán)境、應用方法也多種多樣.因此，僅僅解決FRP復合材料改性技術，并生產出適合于土木工程應用特點的材料還不夠，還必須解決其配套的關鍵材料與設備技術問題.主要包括以下兩方面內容:特種粘貼樹脂基體結構設計及材料合成技術;高性能FRP復合材料筋/索錨具及預應力張拉設備研制.

2、關鍵的設計技術

（1）新的工程力學分支―復合材料力學。由于材料的非勻質，由復合材料制成的板、殼及薄壁桿件的力學性能不同于傳統(tǒng)材料制成的結構構件.因此基于勻質材料的經(jīng)典彈塑性力學及板殼理論，不適用于分析復合材料結構構件.最典型的例子是復合材料可能出現(xiàn)彎拉藕合( Bending Stretching Coupling)、彎翹藕合(Bending-Twisting Coupling)及拉剪藕合(Stretching-Shear Coupling)。

例如，板在平面應力作用下會產生平面外彎曲及翹曲.正是這些不同的力學性能給學術界提出挑戰(zhàn)，并產生新的工程力學分支―復合材料力學.從70年代開始，在美國國家宇航局(NASA)的資助下，越來越多的工程力學界學者轉向復合材料力學研究，至今已經(jīng)出現(xiàn)許多激動人心的學術成果.

（2）設計參數(shù)的選擇。盡管復合材料具有如此多的優(yōu)點，但在工業(yè)界中的應用還僅限于航天、航空、汽車及造船領域，在土木工程中還鮮有應用.限制復合材料廣泛應用的原因除了采用復合材料的結構造價昂貴外，另一個原因是設計的復雜性，和傳統(tǒng)材料結構相比，復合材料結構設計參數(shù)非常多.例如，設計一塊承重板，采用傳統(tǒng)的勻質材料，設計參數(shù)主要有擬選用材料的類型及板的厚度;而采用復合材料疊合板結構(Laminated Plate)，需要確定的設計參數(shù)有加強筋的材料類型、基質的材料類型、板的厚度薄層板的數(shù)量，各薄層板中纖維方向等.這些設計參數(shù)必須仔細選擇，不同的設計參數(shù)組合可以導致結構力學性能的極大差別.

（3）快速有效的優(yōu)化設計。由于復合材料結構造價昂貴，在設計過程中必須考慮優(yōu)化，以降低結構自重，減少材料用量.而如前所述，復合材料結構設計變量多，優(yōu)化搜尋次數(shù)多，特別是當幾何尺寸變量變化時，有限元模型(幾何形狀，網(wǎng)格劃分)必須重新建立，使優(yōu)化設計成為非常冗長復雜的過程.因此如何快速有效地進行優(yōu)化設計成為學術研究的重要課題，華僑大學在這方面作了一些有益的前期工作，一個直接可行的方法就是在詳細設計前，進行初步設計，并且采用簡化方法進行分析，以避開復雜的有限元計算.從而，得到較接近優(yōu)化設計的初步設計方案，減少詳細設計中的優(yōu)化搜尋次數(shù)，因而大大減輕詳細設計的工作量和難度。

（4） FRP復合材料加固補強設計方法。采用FRP復合材料對已有結構進行加固補強，應充分考慮其材料的差異、工藝的差異，以及環(huán)境的影響。

四、FRP復合材料在土木工程中的展望

FRP復合材料具有輕質、高強、耐腐蝕等多種優(yōu)點,作為結構加固補強材料具有巨大優(yōu)勢。FRP加固技術在民用建筑、工業(yè)廠房、橋梁以及地鐵隧道等結構加固中都具有非常廣闊的發(fā)展應用前景。

我國對FRP加固修復工程結構技術的研究和應用雖取得了一定成果,筆者認為,仍需要在以下方面進行深入研究:(1)加固時應充分考慮FRP材料的差異、工藝的差異以及環(huán)境等的影響；(2)加強FRP材料及結構耐久性及疲勞性能研究；(3)深入研究FRP的性能,加快FRP材料的國產化進程,努力開發(fā)FRP的應用潛力；(4)加快FRP加固工程技術規(guī)范與標準的制定等。

五、結束語

通過對FRP復合材料及其在土木工程中的應用研究的問題分析，進一步明確了FRP復合材料在土木工程中的應用方向。因此，在土木工程中的后續(xù)發(fā)展中，要不斷提高FRP復合材料技術的研究，促進土木工程的進一步發(fā)展。

參考文獻

[1]葉列平，馮鵬 FRP在工程結構中的應用與發(fā)展 土木工程學報 2006年

第4篇：土工合成材料用途范文

關鍵詞 水利工程；土工合成材料；施工

中圖分類號TV5 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）92-0181-02

1 土工合成材料簡介

土工合成材料是以合成纖維、塑料、合成橡膠等聚合物以及玻璃纖維為原料制成的產品，具有防滲、過濾、排水、防護、隔離、加筋和加固等多種功能。自問世以來，發(fā)展非常迅速。經(jīng)工程實踐證明，將土工合成材料放在各土體之間，可以起到很好的加強土體的作用，在公路、鐵路、水利等工程建設中得到了很好的應用。其類型主要有：土工織物，土工薄膜，復合土工織物及復合土工薄膜等。目前在水利工程中大量使用的土工合成材料大多是土工織物、土工膜、土工復合材料等，

2 水利工程中土工合成材料的應用

2.1防滲作用

渠道防滲常采用復合土工膜進行渠道防滲襯砌，防滲是防止流體滲透流失的作用。在水利工程中需要進行大量蓄水以及引水等水利工程建設，這些建筑施工中如何進行防滲處理一直是施工中國的難點所在。土工合成材料出現(xiàn)以來，我們發(fā)現(xiàn)其具有良好的防滲效果，可以用來進行水利工程建筑的防滲處理。土工合成材料的防滲效果取決于其物理力學指標，土木合成材料大多由弱透水材料構成，主要是土工膜和復合土工膜。二者的物理特性在于防止氣體揮發(fā)和建筑物滲水。一般而言，土木合成材料的防滲處理大多應用在土石壩上游壩面防滲，做法是將水庫中水放凈，然后在混凝土壩的上游粘貼土工膜，為了對土工膜進行穩(wěn)固，還要設置一些鋼槽來夾住土工膜。隨著施工技術的不斷改進和提高，現(xiàn)在已經(jīng)對該工藝進行改進了，利用一些土木網(wǎng)格，用來粘貼土工膜，這樣即使水滲過土工膜，也會被土木網(wǎng)格所收集，進一步加強了土木合成材料的防滲作用。當然，這只是土木合成材料防滲的一個方面，還可以將其應用于漿砌石壩或碾壓混凝土壩的上游壩面防滲以及渠道防滲等。

2.2防護作用

水利建設中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)堤坡和岸坡被破壞的現(xiàn)象，對水利設施的安全帶來巨大隱患，這些破壞行為的發(fā)生有大自然的破壞作用，也有人類經(jīng)濟活動帶來的損害。為了加強堤坡和岸坡的保護，一直以來，我們采用各種辦法，例如可以建設岸坡防護，通過岸坡防護來緩解水流的沖刷和破壞，還可以采用柴排、石籠、或打樁護坡等方法來進行保護。但從實踐來看，效果并不十分明顯，這些防護措施持久性差，經(jīng)常需要維護和更新，不僅造成工程維護成本大幅增加，也不利于保護效果。為此，我們可以利用土工合成材料的優(yōu)勢，來進行堤坡和岸坡保護。做法很簡單，就是在在被保護的土面上覆一層土工織物，為了防止土工織物發(fā)生移動，可以找一些重物壓在上面，由于土工織物有良好反濾性能，因此可以有效的防止水流沖刷對堤坡和岸坡的破壞作用，這種方法不僅簡單易行，而且造價便宜，也不需要進場進行維修和維護，是一種理想的施工措施。

2.3排水作用

土工材料不僅具有防滲、隔離以及防護作用，還有利于水利建筑物的排水，利用土工材料可以在建筑物的土體中形成一條通道，土體中的水流可以沿著這條通道流到外面去，這種排水作用主要用于土壩內部垂直或水平排水、土壩或土堤中的防滲土工膜后面或混凝土護面下部的排水。

3 水利工程中土工合成材料的鋪設施工

防滲土工合成材料因鋪設結構形式的不同，其施工工藝和鋪設技術也不盡相同。例如斜墻上土工合成材料的鋪設：1）土工合成材料鋪設前，應按施工圖紙要求完成支持層施工，土工膜鋪設前先進行下墊層施工，支持層應碾壓密實，坡面平整；2）開挖基礎錨固槽和坡面防滑槽，其斷面尺寸應符合施工圖紙的規(guī)定；3）對基礎錨固槽、坡面防滑槽和壩坡坡面進行清理和驗收后，由上向下滾鋪卷材，鋪設應平順，松緊適度，預留大約 1%的余幅，以免受拉破壞；4）鋪設過程中，作業(yè)人員不得穿硬底皮鞋及帶釘鞋。不準在土工合成材料上卸放護坡塊體，不準用帶尖頭的撬動工具，不準進行可能引起土工合成材料損壞的施工作業(yè)；5）土工合成材料與基礎及支持層之間應壓平貼緊，避免架空。對易產生架空現(xiàn)象的壩面馬道部位可設置水平槽。

再例如心墻土工合成材料鋪設：1）中央防滲的土工膜和復合土工膜應和壩體填筑同時進行，按“之”字形鋪設。其具體折皺高度和折皺角度應滿足施工圖紙要求；2）若沿壩軸線方向設有伸縮節(jié)、并采用單一土工隔膜時，應在隔膜兩側加細顆粒料或加土工織物；3）回填兩側砂礫石料時，得用振動碾壓。在距土工膜50cm～100cm范圍內只能用小型設備壓實。

土工膜與周邊連接施工時，土工膜應通過錨固槽與河床或岸坡的不透水基巖緊密連接，頂部應錨固于防浪墻的混凝土中，以形成整體防滲。其錨固長度應符合施工圖紙的要求；2）土工膜與周邊的連接形式應符合施工圖紙的要求。土工膜與下部混凝土防滲墻連接時，土工膜應直接埋入防滲墻混凝土內。與岸坡基巖或混凝土建筑物連接，可直接錨在基巖或混凝土面上，或埋入混凝土齒墻內，并同時在岸坡附近設伸縮節(jié)。當土工膜用于斜墻防滲時，應在鋪設好的土工膜上進行保護層施工。保護層的形式應符合施工圖紙的要求?；炷粱蚴系谋Ｗo層鋪設應處理好基礎，保證保護層不會滑動；土料保護層、應自下而上分層填筑，鋪料厚度和壓實干密度應滿足施工圖紙的要求。每層土工合成材料被回填覆蓋前，承包人應會同監(jiān)理人按工程隱蔽部位的驗收要求，對土工合成材料防滲體施工質量進行以下項目的檢驗和驗收：1）每層土工合成材料被覆蓋前，采用目測或用真空法、充氣法檢查有無漏接，接縫燙損和折皺等缺陷；2）進行拉伸強度試驗，要求接縫處強度不低于母材的80%，且試件斷裂不得在接縫處，防止接縫不合格。

總的來講，水利工程中廣泛的應用著土工合成材料，今后我們要在工程實踐中，不斷摸索和探討土工合成材料使用方式和手段，將土木合成材料的作用發(fā)揮到最大。

參考文獻

第5篇：土工合成材料用途范文

關鍵詞：土工合成材料；加固；軟土地基；應用

中圖分類號： TU441 文獻標識碼： A

土工合成材料是應用于巖土工程的、以合成材料為原材料制成的各種產品的統(tǒng)稱。土工合成材料的原材料是高分子聚合物，他們是由煤、石油、天然氣或石灰石中提煉出來的化學物質制成，再進一步加工成纖維或合成材料片材，最后制成各種產品。制成土工合成材料的聚合物主要由聚乙烯（PE）、聚酯（PER）、聚酰胺（PA）、聚丙烯（PP）和聚氯乙烯（PVC）等。目前被廣泛應用與軟土地基處理中。

1 土工合成材料的種類

土工合成材料分為以下四大類：土工織物、土工膜、土工復合材料和土工特種材料。

1.1土工織物

是一種透水性材料。根據(jù)制造工藝不同，可分為有紡型土工織物、編織型土工織物、無紡型土工織物。

1.2土工膜

是一種基本不透水的材料。根據(jù)原材料不同，可分為聚合物和瀝青兩大類。為滿足不同強度和變形需要，又有不加筋和加筋的區(qū)分。

1.3土工復合材料

是兩種或兩種以上的土工合成材料組合在一起的制品。這類制品將各組合料的特性想相結合，以滿足工程的特定需要。常見的種類有復合土工膜、塑料排水帶、軟式排水管等。

1.4土工特種材料

是為工程特定需要而生產的產品，品種多，常見的種類有土工格柵、土工網(wǎng)、土工格室等。

2 土工合成材料的性能

表征土工合成材料的性能指標一般可分為物理性能指標、力學性能指標、水力性能指標、土工合成材料與土相互作用指標及耐久性指標。

2.1 物理性能指標

物理性能的主要指標有單位面積質量、厚度、孔隙率。單位面積質量通常是指土工織物每平方米的質量。厚度是指土工織物在2kPa法向壓力下，其頂面與底面之間的距離?？紫堵识x為非織造土工織物所含孔隙體積與總體積之比。

2.2 力學性能指標

力學性能的主要指標有抗壓強度、斷裂時延伸率、撕裂強度、穿透強度、握持抗拉強度、頂破強蘇、疲勞強度、徐變性、聚合物與土體間摩擦系數(shù)等。其中抗拉強度是主要指標。

2.3 水力性能指標

水力性能指標主要為等效孔徑和滲透系數(shù)，是土工織物兩個很重要的特性指標，是反濾和排水功能中的重要指標。

2.4 土工合成材料與土相互作用性能指標

土工合成材料與土相互作用性能指標包括土―織物界面摩擦系數(shù)、土―織物滲透特性。

2.5 耐久性能指標

耐久性能指標主要有耐磨、抗紫外線、抗生物、抗化學、抗大氣環(huán)境等多種指標。

3 作用機理

土工織物在加固軟土地基中具有反濾、排水、防護、加筋、隔離等功能。

3.1反濾。土工織物具有細小的孔隙通道，將其置于土體表面或相鄰土層之間，水可通過織物，而土粒被阻擋住，從而避免土粒過量流失而造成的土體破壞及由于孔隙水壓力升高而造成的土體失穩(wěn)。

3.2排水。有些土工織物可在土體中形成排水通道，把土體的水分匯集起來，沿著材料的平面排出土體外。較厚的針刺無紡土工布和一些具有較多孔隙的復合土工布都可以起排水作用。目前在港口工程中已廣泛使用。

3.3防護。用土工織物填充袋筑堤、用土工網(wǎng)石籠護坡棱體、用土工織物軟體排護坡、固灘等可起到防護作用。

3.4加筋。所謂加筋，即講土工織物按照一定的方式埋入土中，使土工織物與土之間良好地結合，可擴散土體應力，傳遞拉應力，增強土體與筋材之間的摩擦力并限制土體側向位移，增加土體的抗剪強度，從而提高土體及有關建筑物的穩(wěn)定性。

4 土工合成材料在加固軟土地基中的應用

土工合成材料加固軟土地基，有兩種作用：一是起加筋補償作用，提高軟土地基的承載力。二是起排水固結作用，加速軟土地基排水固結。地基加筋補強宜選用強度較高、延伸率較小的機織土工織物或土工柵格；加速地基排水固結宜選用塑料排水帶或袋裝砂井。

4.1 加筋補強作用

機織土工織物或土工柵格對軟土的加筋補強作用主要體現(xiàn)在水平加筋上。復合地基中，機織土工織物或土工柵格主要處于受拉狀態(tài)下，在產生拉伸應力的同時，對土體產生了一個類似于側向約束壓力的作用，使得復合土體具有較高的抗剪強度和變形模量。也就是說由于機織土工織物或土工柵格有較高的強度和韌性等力學特性，且能緊貼于地基表面，使其上部施加的荷載能均勻分布在地層中。當?shù)鼗赡墚a生剪切破壞時，鋪設的機織土工織物或柵格將阻止破壞面的出現(xiàn)，從而提高地基承載力。當受到集中荷載作用時，在較大的荷載作用下，高彈性模量的土工織物受力后將產生一部分垂直分力，抵消部分荷載。

4.2 排水固結作用

塑料排水帶或袋裝砂井內部具有排水通道間，具有良好的三維透水性，能使水沿內部的排水通道迅速流出，還可使水經(jīng)過它們的平面迅速沿水平方向排走。構成水平排水層土工織物與其它排水材料（塑料排水板）共同構成的排水系統(tǒng)，可加速軟土地基的排水固結，提高地基承載力等。

5 設計檢算

5.1 穩(wěn)定性驗算

根據(jù)軟土層分布情況不同，穩(wěn)定性驗算分為：深層圓弧滑動破壞、淺層平面滑動破壞和路堤整體滑動破壞。

5.1.1 深層圓弧滑動破壞

深層圓弧滑動破壞：當軟土層較厚，土坡失穩(wěn)可能是沿某一圓弧面滑動的，深層抗滑穩(wěn)定一般采用傳統(tǒng)的圓弧條分法檢算。

注意：在采用一層以上加筋材料時，每二層間應鋪一定厚度的透水材料。

5.1.2 淺層平面滑動破壞

當軟土層較薄，其下為硬層，則上述滑動圓弧不易切入下臥硬層，因而可能產生淺層的平面滑動。淺層滑動可能有三種形式：一是土坡的一部分沿加筋材的頂面滑動；二是土坡的一部分連同部分軟土沿下臥硬層的頂面滑動；三是加筋材底面與下臥頂面間的部分軟土被擠出。三種形式中給出最小安全系數(shù)的一種是最可能發(fā)生滑動的情況。平面滑動驗算采用一般的極限平衡法求取安全系數(shù)，這里不再贅述。

5.1.3 路堤整體滑動破壞

路堤整體滑動破壞的情況就是滑動圓弧在土工織物鋪設范圍以外產生滑動。此時就是在穩(wěn)定性驗算中沒有土工織物的拉力P產生的穩(wěn)定力矩。

注意：計算中應保證加筋材料不被拉斷，才能發(fā)揮加筋的作用。并且根據(jù)經(jīng)驗，要求加筋材頂面的摩阻力的大小不能超過加筋材料在下列應變時的抗拉力。

5.2 復合地基承載力計算

第6篇：土工合成材料用途范文

關鍵詞：加筋；土工合成材料；使用

中圖分類號： TU472 文獻標識碼： A 文章編號：

加筋類土工合成材料是在土體中與周圍的物質相接觸的，因此，有一些特殊的破壞形式也是與它們之間的相互作用機理相關的。也就是說，土工合成材料是與三維結構相結合的，許多使用了土工合成材料的結構物的破壞形式是由于二維土工合成材料和三維結構物之間的相互作用引起的。如果加筋材料不能起到其應有的加筋功能，那么其事故的結構形式基本與土的結構破壞形式相同。

1、加筋土坡表層的不穩(wěn)定性

這是加筋墊層間分離作用的一個跡象。也就是發(fā)生在土工合成材料加筋層之間的加筋土坡層的局部不穩(wěn)定性。在加筋土結構中，這里可能是加筋材料沒有對土的特性產生影響的部位，平面加筋筋材對土體的影響部位與立體加筋筋材相比，立體加筋筋材對土體的影響部位要大的多，就是說對被加筋的土體的失穩(wěn)控制要強有力的多。相對于平面加筋筋材來講，在土體中沒有加筋的大部分區(qū)域，土的特性并沒有因加筋材料的加筋作用而改變。所以，在這些部位，所表現(xiàn)出來的仍是沒有加筋土的破壞形式。例：尤其是在高填方領域，隨著填土高度的增加，土體的失穩(wěn)破壞就會增大，平面筋材在一定填土高度內是安全的，但隨著填土高度的增加，筋材與土體累計接觸面在被加筋土體中越來越小，因此隨著填土高度的增加，使用平面筋材加筋的風險系數(shù)增大，這種高填方使用筋材加筋路堤的破壞，近年來在逐漸增加。例廣東的汕梅高速公路西關坳高邊坡93米，是廣東高速公路最高邊坡，雖然采用了加筋處理，但仍然在施工后期發(fā)生開裂，差一點造成重大質量事故。同時，在選擇筋材時，也要考慮當?shù)氐耐临|情況，如果屬于松散、黏結強度不高的粉性土質，應考慮采用立面的加筋筋材會更安全、可靠。

以上的這個例子顯示，使用加筋材料的工程師應依據(jù)每個工程的特定巖土及修筑方案的情況，詳細考慮在巖土工程中熟知的影響土坡及土體穩(wěn)定性的力。這些力在任何時候、任何部位都需被考慮并賦予一定的安全系數(shù)值。在一些較為特殊的修筑領域，對加筋材料的選擇上，應考慮與土體結合更為緊密、更為廣泛的立體加筋材料—土工格室。

2、土體與加筋材料拉伸的相互作用

當加筋材料應用于土體加筋時，它將受到一個拉力的作用，這個拉力的產生是由于土體發(fā)生了位移，這將引起土工合成材料加筋土結構的變形。這個變形可能影響其使用的可靠性，進而應考慮其結構的破壞。

這個例子顯示需要考慮的相關因素，一是土工合成材料加筋時施工預拉是減小土體和結構物變形需要的一個施工途徑；二是在選擇加筋材料時，對材料自身的變形性及變形時相對應的材料強度要考慮進去，也就是說對于在土體中使用的加筋材料，其關鍵指標一是筋材的延伸率，如果材料的延伸率過大，加筋將失去意義，在土體靜荷載與動荷載的壓應力下，如果使用的筋材延伸率大，土體的變形就會大，并且宜在長期的荷載作用下，產生蠕變現(xiàn)象，所謂蠕變就是指筋材在不斷的應力作用下，逐步被拉伸變形，雖然筋材本身沒有發(fā)生斷裂，但被無限（這里的無限是相對于巖土工程中土體允許變形量而言的）拉長的筋材就失去了對土體加筋、控制的意義。對于筋材第二個關鍵的指標就是使用的筋材強度指標。筋材在土體中承受應力水平的高低，與筋材的強度指標形成正比關系，筋材的強度越高，對土體的加筋效果會越好，當然這種強度指標也不是無限大就好。因為還要考慮筋材與土體結合的緊密程度（摩阻系數(shù)與抗拉拔系數(shù)）。如果筋材的強度指標過低，筋材在應力的作用下，就會被拉斷。因此對于應用于土體中的加筋材料來講，延伸率的指標與強度指標缺一不可，延伸率高，土體易發(fā)生過量的變形，加筋失去意義，強度值低，筋材可能會被拉斷。依據(jù)國內及國際土工加筋材料的發(fā)展及使用經(jīng)驗，例：目前在國內巖土工程中大量使用土工格柵中的雙拉格柵及單拉格柵，在國標及部頒標準中，對它們的延伸率指標都是有嚴格要求的，雙拉最大不能超過16%；單拉最大不能超過10%，強度指標最小也要大于20kN/m，并且設計人員在取強度值時，要求的是相對應一定延伸率下的強度指標，這種可控的指標才是巖土工程中有效的強度指標。在一般情況下，加筋材料在國內取值為10%對應內的材料強度值。

3、土體與筋材的最低有效長度問題

當加筋材料的應用領域比較特殊時，如使用于填挖交界、老路拓寬的新舊交界處等特殊領域做加筋處理方案時，筋材在土體中屬于應力集中的局部受力情況，此時，不僅要求設計人員在處理方案的選擇上，不僅要采取傳統(tǒng)的巖土處理方案，比如在交界面開挖一定的臺階，緩解應力集中的現(xiàn)象，而且，要采用加筋類的土工材料作需要的滑動驗算。

在土工合成材料加筋路堤的公路行業(yè)規(guī)范中，要求加筋材料伸入到穩(wěn)定土中的錨固長度，不得小于最小錨固長度L m ，最小錨固長度采用下式計算：

L m = TGc Fm / (2σ0ƒGs)

式中L m — 最小錨固長度 （m）

TGc — 土工合成材料抗拉強度 （kN/m）

Fm —— 錨固安全系數(shù)，對無粘性土取Fm = 1.5 ，粘性土取Fm = 2.0 ；

σ0 —— 作用在某層筋材上的上覆壓力（kPa），按自重應力計算；

ƒGs — 土與土工合成材料的界面摩擦系數(shù)，其值按ƒGs = 0.9tgφq 取用。

當計算的最小錨固長度小于2.0 m時，取為2.0 m 。（注：如果用于臺階處，臺階的寬度最少不能小于2 m 。）

土工材料的鋪設長度L為滑動面內的長度L a與錨固長度L m 之和，即：

L = L a + L m

無論怎樣的加筋方式，在被加筋的土體中，都必須達到這個有效長度，否則加筋就會失去意義，就會對加筋土工程帶來危害。

4、結語

第7篇：土工合成材料用途范文

引言

工程中為了起到保護或加強土體的作用一般將土工合成材料置于土體表層或各層土體之間。土工合成材料具有防滲、排水、反濾、防護、加筋和隔離等功能，如今在水利工程中，其規(guī)模與作用是其他工程領域無法比擬的。就目前來說，土工合成材料是繼木材、鋼材與水泥之后的第四種建筑材料。本文主要分析了土工合成材料的施工技術和土工合成材料在工程施工中的應用。

1 土工合成材料的分類

土工合成材料的本文由收集整理主要原料有聚乙烯、聚丙烯以及聚氯乙烯等高分子聚合物，主要分為土工織物、土工膜、土工符合材料以及土工特種材料。在近幾年的水利工程中土工織物、土工膜以及土工復合材料的使用相對較多。土工織物分為有紡土工織物和無紡土工織物兩種類型，在大壩工程中通常使用針刺無紡土工織物作為配水反濾設施，主要是它具有空隙率高、滲透性大以及排水性好的優(yōu)點。土工膜具有很好的防滲性能，并且價格便宜。但是由于其cbr的頂破強度較弱，因此不適用于防滲要求較高的工程部位。由于土工復合材料將兩種或兩種以上的土工合成材料組合成了一種產品，不但品種繁多、功能各異，并且還具有防滲和排水兩個作用，因此，在大壩工程中土工復合材料應用相對較多。

2 土工合成材科在水利工程方面的具體應用及其施工

2.1 混凝土壩防滲方面的應用 垂直鋪膜防滲和坡面鋪膜防滲是防滲土工合成材料應用的兩大方面，其施工工藝和鋪設工藝由于其鋪設結構形式的不同也不一樣。土工材料經(jīng)常受到尖棱物的穿刺而被破壞；土工薄膜在承受水壓力和土壓力的情況下由于沒有約束支持而被鼓破；薄膜在下層氣體或液體的頂托作用下產生應力集中而被破壞；鋪設在支撐土與混凝土面板之間的土工薄膜由于受到溫度、重力、土移、浪擊和水位變化等因素的影響而導致土工薄膜產生過度拉伸，撕裂或擦傷；在斜面上用土或混凝土面板保護土工薄膜，當水位驟降時，土體中的孔隙水壓力和庫水位失去平衡而造成失穩(wěn)滑動。在施工過程中為了有效的避免或減少類似問題的發(fā)生一定要按照施工規(guī)范和施工組織設計進行施工以保證施工質量。

在防滲結構中設置上下墊層以保護土工膜不受破壞，并且下墊層還具有排水和排氣的作用。鋪設土工膜以后，由于土中排出的氣體或產生的沼氣過多就會頂托土工膜而造成土工膜的破壞，而膜下也會因為缺陷引發(fā)滲漏而產生積水，因此，為了有效的減少土工膜的破壞程度，尤其鋪筑膜的面積加大時一定要考慮排水以及排氣等措施。

（防滲設計與施工）

有毒物質進入水體不但會污染環(huán)境，更會危機人畜的生命，根據(jù)多年的經(jīng)驗，渠道的防滲土工膜厚度不應小于0.25mm。如果土工膜太薄不僅容易發(fā)生氣孔，在施工中也容易受到損害，從而降低防滲效果。由于隧道、洞室的圍巖（土）都有滲水，因此為了確保防滲襯砌工作安全進行，必須將滲水通過排水溝排走，這時主要使用復合土工膜或合適的防排水材料。

2.2 堆石壩防滲中的應用 白云水庫大壩為粉土斜墻堆石壩，而壩體是經(jīng)過兩次填筑而成的。由于當時筑壩技術較低并且碾壓質量差，因此，斜墻的密實度較差，部分地段出現(xiàn)了較大程度的透水。在內壩坡右側距壩軸約5～12m間段中產生了滲透破壞變形，壩體出現(xiàn)了塌陷（長10m，寬8m），雖然后來對此段進行了相應的處理，但是斜墻部位和反濾料質量較差的部分由于沒有處理仍然存在著不安全隱患。經(jīng)過水文地質試驗，粘土斜墻部位的透水性已經(jīng)超過了規(guī)程的要求值。

（處理方案選擇及施工）

在處理大壩病險中先后提出過四種處理方案，分別為換土重做粘土斜墻、就地翻壓處理、復合土工膜防滲以及灌漿。由于復合土工膜具有防滲性能好、應變形能力強以及施工方便等優(yōu)點，在結合工程的實際情況以及透水性超過規(guī)程規(guī)定的要求值等選擇復合土工膜防滲鋪蓋方案進行處理。

為了不影響水庫正常蓄水，土工膜的施工安排在第二年3月初～5月底進行，總工期92天。主要施工步驟是：拆除原護坡石→基礎開挖→鋪膜壩面開挖清理并夯實→防滑槽開挖→周邊接合槽開挖→鋪下墊層→土工膜鋪設、薄膜連接→鋪上墊層→回填防滑槽及保護層→周邊接合槽回填→鋪反濾過渡層→護坡支砌→檢查驗收。

2.3 加筋土擋墻的應用 極限平衡法和有限元法是目前加筋土擋墻設計的兩種類型。由于不能夠準確協(xié)調的建立緊材和填土兩者之間的本構關系，而加筋土擋墻采用的筋材有兩種，因其抗拉模量不同并缺乏破壞準則，工程中幾乎都采用極限平衡法。而有限元法僅作為一種輔助的對比方法。

（加筋土墊層設計與施工）

采用圓弧法計算加筋墊層的抗深層滑動，根據(jù)實踐我們看出提高的穩(wěn)定平安系數(shù)較小，表明現(xiàn)有的穩(wěn)定分析方法不能反映筋材起到的全部作用。相關研究認為，潛在的滑動面在加筋后可能會往深處發(fā)展，受到局部限制以及地基中應力分布的變化，地基土的側向位移也會發(fā)生相應變化，但在計算中沒有計入這些有利因素，因此分析方法有待改進。

2.4 反濾方面的應用 在水利工程中一定要注意水土流失的問題，如果土粒過量的流失就會造成管涌和流土破壞，當土中的水從細粒土流向粗粒土或從土內向外溢出的時候，如果沒有反濾層的保護，土粒就會隨著水流的作用被帶出土體以外。傳統(tǒng)的反濾材料采用的是砂礫粒，由于砂礫的粒徑不同一般要分2-3層進行鋪設，因此施工工藝相對而言比較復雜。工程上經(jīng)常采用土工織物代替?zhèn)鹘y(tǒng)的顆粒層，主要是由于兩者的過濾功能是一樣的。在地下水的滲流作用下，采用土工織物不但有效的防止了土顆粒過量流失而造成的破壞，同時還能達到順利排泄水流的效果，有效的避免了由于孔隙水壓升高而造成的土體失穩(wěn)。

第8篇：土工合成材料用途范文

【關鍵詞】土工織物 地基處理 性價比高

一、引言

新海大街位于遼寧（營口）沿海產業(yè)基地一期產業(yè)區(qū)中部，道路全長6471米。該工程地勢低洼平坦，路線所經(jīng)路段為營口鹽業(yè)集團的晾水池和鹽池，部分區(qū)域有集水池，溝壑較多，地層巖性以第四世海底沉積物為主，包括亞黏土，亞砂土，淤泥質亞黏土，粉砂等，強度較低。工程地質條件對道路工程十分不利。本工程設計路基結構為：

3cm石屑磨損層+2×20cm粒料石灰土換填層+60cm粒料石灰土換填層+原土層。

二、施工過程概述

設計給出的路基施工方案可以看出，新海大街的路基處理方法是先用挖機挖除表層約1米厚的淤泥土，然后回填石灰粒料土，并碾壓密實，使地基承載力達到一定的強度；檢測主要方法是路基彎沉值及灰土含量。項目部在研討之后編制施工方案，對路基的施工工藝進行了大幅修改，方案如下：

3cm石屑磨損層+120cm山皮石換填層+荊笆2層+土工布1層+原土層。

三、工藝理論分析

1.土工織物的特性

表征土工織物產品特性的主要指標包括：產品形態(tài)、物理性質、力學性質、水理性質、耐久性等。

1.1 產品形態(tài)

主要是指產品的材質及制造方法、寬度等。由于土工織物的原料都是由聚酰胺纖維（尼龍）、聚酯纖維（絳綸）、聚丙烯腈（腈綸）和聚丙烯纖維（丙綸）等高分子化合物（聚合物）經(jīng)加工后合成。因此土工織物產品因制造方法和用途不一，寬度和重量規(guī)格變化甚大，寬度可從幾厘米到十多米或更寬。

1.2 物理性質

表征物理性質的主要指標有單位面積質量、厚度、開孔尺寸及均勻性。單位面積質量通常是指土工織物每平方米的質量，通常每平方米的質量在0.1kg到1.0kg。應用于軟土地基處理中一般為數(shù)百克。開孔尺寸（等效孔徑）無紡型土工織物為0.05～0.5mm，編織型土工織物為0.1～1.0mm。

1.3 力學性質

表征力學性質的主要指標有抗拉強度、斷裂時延伸率、撕裂強度、穿透強度、握持抗拉強度、頂破強度、疲勞強度、徐變性、聚合物與土體間摩擦系數(shù)等。對于抗拉強度大部分常用的無紡型土工織物為10～30kN/m，高強度的為30～100kN/m。最常用的編織型土工織物為20～50kN/m，高強度的為50～100kN/m，個別的編織土工織物可達到100～1000kN/m。

1.4 水理性質

土工織物的水理性質主要用土工織物垂直向和水平向透水性來表征（即導水性）。大部分編織與熱粘型無紡土工織物的導水性甚?。会槾虩o紡型土工織物為10-6～10-5m2/s；土工網(wǎng)為10-4～10-2m2/s；土工塑料排水板（帶）為10-4～10-2m2/s。

1.5 耐久性

土工織物的耐久性即抗老化、抗化學侵蝕性、抗生物侵蝕性、抗磨性、抗溫度、凍融及干濕變化性。抗老化是指高分子材料加工、貯存和使用過程中，由于受內外因素影響，使其各種性能逐漸蛻化的現(xiàn)象。老化是一種不可逆的化學變化。主要表現(xiàn)在：（1）外觀變化，發(fā)粘、變硬、變脆等；（2）物理化學特征的變化，如比重、熔點、耐寒性和耐熱性等；（3）力學性能即抗拉強度、剪切強度、伸長率以及彈性等減小或喪失。

1.6 排水作用

利用某些內部具有排水通道間（如盲溝、塑料排水板）土工纖維具有良好的三維透水性，使水能沿土工織物內部的排水通道迅速排出，還可使水經(jīng)過土工織物的平面迅速沿水平方向排走。構成水平排水層，可加速軟土地基的排水固結。土工聚合物用于建造無集水管間排水盲溝、鋪設時先在開挖好的槽內鋪設土工織物，然后回填碎石，與碎石組成排水系統(tǒng)。

1.7 隔離作用

利用土工織物的高抗拉性，抗撕裂性、良好的韌性、整體性和耐酸堿、耐生物侵蝕性能，將滲透性較土工織物大的兩種材料相互隔開，以發(fā)揮其各自的作用。這是軟土地基處理中較為重要的作用，其目的在于防止由于局部承載力喪失而造成的路基填土與軟弱地基相互混雜、補償?shù)鼗锌辜魪姸炔蛔?，防止由此可能導致的圓孤滑動破壞，并可有效地加快工期，降低成本，減少路堤間不均勻沉降，有利于排水和加速土體固結。

1.8 設計計算

在軟土地基路基底與填土之間鋪設土工織物，是目前道路工程中常用的淺層處治方法，特別是土工織物加砂墊層更為常用。這是由于土工織物具有較高的延伸率，從而可使上部負荷擴散，提高原地基承載力，并增加路基填土的穩(wěn)定性。另外鋪設土工織物后施工機械行駛方便，在填土預壓下還能起排水作用，從而加速排水固結和沉降穩(wěn)定。土工織物加筋復合地基的板限承載力公式可表達為（簡化式）：

Pu=CNc+2TSinθ/B+βTNq/R

式中：C―土的內聚力；

Nc―地基承載力；

T―土工織物的抗拉強度；

θ―基礎邊緣與土工織物的傾斜角；

B―地基底寬；

β―地基形狀系數(shù)；

Nq―復合地基承載力；

R―地基變形當量半層。

2.土工織物與荊笆的結合

結合新海大街施工特點，現(xiàn)場回填料為甲方供應，現(xiàn)場開采來的山皮石料規(guī)格較大，粒徑有的超過30cm，為了增加土工織物的承載能力，防止回填料壓壞鋪設好的土工布，在土工布上增加兩層荊笆，起到加筋作用，增加了隔離層整體的穩(wěn)定性。

四、工程結果和應用

1.工程結果

典型施工共進行200米，施工完成后對施工路段進行彎沉檢測，結果彎沉值大多在50左右，在施工的200m路段沒有產生翻漿現(xiàn)象，路面平整，工程質量優(yōu)良。

2.工程推廣與應用

2.1工期上的優(yōu)勢

新海大街全長6741.82m，如采用設計方案進行施工，全線開挖大概在1m深左右，開挖寬度20m，石灰粒料土回填量在13萬方左右，我項目部在工程實踐中精心組織施工，投入9臺挖掘機進行24小時作業(yè)，一個月完成了3400m（70cm）的石灰粒料土回填碾壓工程量，合成1m厚為2380m，平均日完成量：8.8延米/日/挖掘機；如改成土工織物結構，則石灰粒料土的拌合工作可以省略，僅此一項可節(jié)省工期單臺挖掘機766個工作日，整體工期也可以節(jié)省一半以上。

2.2成本上的優(yōu)勢

土工織物結構每平米需支出額外費用約20元，而石灰粒料土每平米支出費用包括：拌灰土機械費+白灰費用+由于工期延長而增加的管理成本，約為26.4元；僅此一項整個工程可以節(jié)省費用。

（26.4-20）*街道全長*路基處理寬度=6.4*6741.82*20=86萬元。

2.3工程的推廣

遼寧省營口市沿海產業(yè)開發(fā)基地在經(jīng)過對我項目部典型施工進行考察研證后在沿海產業(yè)基地的二、三期施工開發(fā)中大量采用了土工織物荊笆混合結構，產生了巨大的社會經(jīng)濟效益；推動了土工織物在我國東北地區(qū)的施工推廣。

參考文獻：

1.南京水利科學研究院主編《土工合成材料測試手冊》

2.朱詩鰲編著《土工織物應用與計算》

第9篇：土工合成材料用途范文

關鍵詞：高聚物材料；道路工程；橋梁工程

高聚物材料概述

高聚物材料是由相對分子質量較高的化合物構成的材料，例如橡膠、塑料、纖維、涂料、膠粘劑和高分子基復合材料等，高聚物是生命存在的形式。高聚物材料具有很多性能和優(yōu)勢，如下表所示：

二、高聚物材料在工程中的應用

（一）土工布

土工布是以高分子聚合物為原料的透水性平面土工合成材料。1、作為多孔隙透水材料，埋在土中可以將吸收的水份，順其平面進行傳輸排放。土工布常用于修建路面的排水設施、擋土墻、遂洞襯砌后排水系統(tǒng)。2、土工布鋪設在邊坡或堤岸上，水份順其平面滲透通過，實現(xiàn)土工布下土粒的穩(wěn)固性。3、土工布設置在兩種材料間，可防止因材料性質不同而發(fā)生相互滲透或作用。土工布鋪設在路面基層與土基之間，中斷了土壤間毛細作用，防止路面翻漿。4、土工布具有抗拉、抗變形能力，置于路面結構層中后，可把荷載或應力均勻擴散在更大的面積范圍內。土工布有助于軟基處理、修筑加筋擋土墻及橋臺、加固高填方土基或坡度很陡的邊坡、滑坡處理、加固柔性路面、修補瀝青路面、防止反射裂縫和車轍。5、土工布的防護性能可用于道路邊坡、泥石流和懸崖側建筑物障墻防沖、涵洞工程護底、沙漠地區(qū)滯沙和固沙、防止土基凍害、防止道路鹽漬化措施、邊坡加固、防止瀝青路面開裂。

（二）高聚物改性水泥混凝土

1、聚合物浸漬混凝土把硬化的混凝土浸泡在單體浸漬液中，利用加熱或輻射手段促使單體浸入混凝土發(fā)生聚和反應，最后形成一個整體。其優(yōu)勢是高強度，良好的抗凍性、耐腐蝕性；其不足是耐熱性差，高溫時易分解，工藝設備復雜且成本高。其主要用于耐高壓容、原子反應堆，海洋深處構筑物等。

2、聚合物水泥混凝土以聚合物乳液摻合水泥、滑料、砂調配而成。聚合物硬化和水泥水化同時進行，將礦質集料結合為一體。其優(yōu)勢是形成強度速度快、具有很高的抗拉性、抗折性、沖擊韌性、耐磨性、耐久性，干縮性小而且便于現(xiàn)場實施制作。其主要用于防水或防蝕的混凝土結構、修補混凝土結構、工業(yè)廠房地面、灌漿工程，快速修復混凝土路面、機場道面、橋面鋪裝層等。

3、聚合物膠結混凝土是全部以聚合物為膠結材的混凝土，其聚合物常為各種樹脂或單體。聚合物膠結混凝土的優(yōu)勢是輕質高強，具有很高的抗拉性、抗折性、抗?jié)B性、抗凍性、耐久性等。聚合物和集料之間具有很好的黏附性，為了防止路面發(fā)滑，使用硬質石料作為混凝土路面抗滑層。聚合物混凝土經(jīng)常用于搶修等特殊用途、噴射混凝土等。

（三）裂縫修補和嵌縫材料

裂縫修補和嵌縫材料是一種膠黏劑，用于修補水泥混凝土路面的裂縫、嵌縫結構、構件的接縫。其具備較好的黏結力、拉伸率，低溫塑性、耐久性等。

1、環(huán)氧樹脂作為主要成分的修補材料，主要分為兩類：一種是縮水甘油基型環(huán)氧樹脂；另一種是環(huán)氧化烯烴。修補水泥混凝土路面大多使用的是縮水甘油基型。環(huán)氧樹脂不足之處是延伸低、脆性大、耐久性弱，所以必須對其進行改性，可以加一組改性劑，如采用低分子液體改性劑、增柔劑、增韌劑等，進而增強其延伸性、耐久性、剛韌性。

2、聚氨脂膠液的主體材料是多異腈酸脂與聚氨基甲酸酯，制備成兩組進行固化彈性，其優(yōu)勢是具有極高的黏附性，良好的抗氣候老化性能，與混凝土的黏固很牢且無需打底。聚氨酯類常用做房屋、橋梁的嵌縫密封材料。

3、烯烴類裂縫修補材料主要烯類聚合物配制而成，其一般有兩類，一種是用烯類單體或預聚體作膠黏劑，另一種是用高分子聚合物本身作膠黏劑。其優(yōu)勢是戶外固化速度快，幾分鐘即可起效，經(jīng)過24至28小時達到最高抗拉強度，同時氣密性能好，可惜價格較高，所以不適宜大面積采用。

4、聚氨乙烯膠泥是以煤焦油為基料，加入聚氨乙烯樹脂、增塑劑、填充料、穩(wěn)定劑等配制而成的黑色固體。使用時需加熱至130到140℃，采用填縫機進行灌注，冷卻后成型。它具有良好的防水性、黏結性、柔韌性、抗?jié)B性，耐寒性、耐熱性、抗老化，和混凝土能夠很好黏結，常用于混凝土路面板的接縫、鋅種管道的接縫等。

5、氯丁橡膠嵌縫材料是以氯丁橡膠與丙烯系塑料為主體材料，配以適量的增塑劑、硫化劑、增韌劑、防老劑、填充劑等配制而成的黏稠物。其優(yōu)點是具有良好的黏結性能，施工便捷，常用作混凝土路面的嵌縫材料。

硅橡膠是優(yōu)質的嵌縫材料，其優(yōu)點是低溫柔韌性好，耐150℃的高溫，耐腐蝕，可惜價格偏高。聚硫橡膠嵌材料常溫下不氧化，變形小、抗老化，適用于細小、多孔、暴露表面的接縫，但是價格偏高。

（四）膨脹支座和彈性支座