第十二章土工合成材料.pptVIP

第12章 土工合成材料 主要内容 12.1 概述 12.2 土工合成材料的分类 12.3 土工合成材料的特性指标 12.4 土工合成材料的主要功能 12.5 设计计算 12.6 施工技术  土工合成材料分14种产品: 1)织造（有纺）土工织物 2)非织造（无纺）土工织物 3）土工膜 4）土工格栅 5）土工带 6）土工格室 7）土工网 8）土工模袋 9）土工网垫 10）土工塑料排水带 11）土工织物膨润土垫 12）聚苯乙烯板块 13）玻纤网 14）土工复合材料 12.3 土工合成材料的特性指标 一、物理特性 1.相对密度 指原材料的相对密度（未参入其他原料）。 2.单位面积质量 指1m2土工织物的质量，由称量法确定。常用土工织物的单位面积为100-1200g/m2。 3.厚度 指压力2KPa时其底面到顶面的垂直距离，由厚度测定仪测定。 二、力学特性 1.压缩性 土工织物厚度随法向压力变化的性质为该材料的压缩性。厚度与渗透性有关，故也可求得不同法向压力下的渗透系数。 2.抗拉强度 指试样受拉伸至断裂时单位宽度所受的力。常用的无纺型土工织物的抗拉强度为10-30KN/m，高强度的为30-100KN/m；最常用的编织型土工织物为20-50KN/m，高强度的为50-100KN/m；一般的土工格栅为30-200KN/m，高强度的为200-400KN/m。 3.撕裂强度 反应了土工合成材料的抗撕裂的能力，最常用的测试方法为梯形法。 4.握持拉伸强度 这也是一种抗拉强度，它反应土工合成材料分散集中的能力。试验方法与条带拉伸试验类似。 5.顶破强度 反应了土工合成材料抵抗垂直于其平面的法向压力的能力。测定顶破强度方法：a.液压顶破试验；b.圆球顶破试验；c.CBR顶破试验。 6.刺破强度 反应土工合成材料抵抗带有棱角的块石或树杆刺破的能力，测试方法与圆球顶破试验相似。 7.穿透强度 反应具有尖角的石块或锐利物掉落在土工合成材料上时，土工合成材料抵御掉落物穿透作用的能力。采用落锤穿透试验进行测定。 8.摩擦系数 该指标是核算加筋土体稳定性的重要数据，反应了土工合成材料与土接触界面上的摩擦强度。可采用直接剪切摩擦试验或抗拔摩擦试验进行测定。 三、水理性特性 1.孔隙率（n) 指土工织物中的孔隙体积与织物的总体积之比，以百分数表示。其大小影响土工织物的渗透性和压缩性。 2.开孔面积率（POA） 指土工织物平面的总开孔面积与织物总面积的比值，以百分数表示。一般产品的POA=4%-8%，最大可达30%以上。POA的大小影响织物的透水性和淤堵性。 3.等效孔径（EOS） 土工织物有不同大小的开孔，孔径尺寸用符号“O”表示。 EOS是用土工织物作滤层时选料的重要指标。 4.垂直渗透系数（kv) 指垂直于织物平面方向上的渗透系数，用cm/s表示。它是土工织物用作反虑或排水层时的重要设计指标。 5.水平渗透系数 土工合成材料用作排水材料时，水在聚合物内部沿平面方向流动，在土工合成材料内部孔隙中输导水流的性能可用土工合成材料平面的水平渗透系数或导水率（为土工合成材料平面渗透系数与聚合物厚度的乘积）来表示。 四、耐久性和环境影响 耐久性和环境影响是反映材料在长期应用和不同环境条件中工作的性状变化。 1.抗老化 指高分子材料在加工、贮存和使用过程中，由于受内外因素的影响，使其性能逐渐变坏的现象，老化是不可逆的化学变化。 2.徐变性 指材料在长期恒载下持续伸长的现象。 12.4 土工合成材料的主要功能 12.4.1土工合成材料的工程应用 一、反滤作用 将土工合成材料铺放在上游面块石护坡下面，可起反滤作用和隔离作用（如下图）； 同样也可铺放在下游排水体周围起反滤作用，以防止管涌。 也可铺放在均匀土坝的坝体内，起竖向排水作用，这样可有效地降低均质坝的坝体浸润线，提高下游坝体的稳定性，渗透水沿土工合成材料进入水平排水体，最后排至坝体外。 二、排水作用 具有一定厚度的土工织物具有良好的三维透水性，利用这一特性除了可作透水反滤层外，还可使水经过土工合成材料的平面迅速沿水平方向排走，构成水平排水层。 图（a）为土工合成材料与其他排水材料共同构成排水系统，加速填筑土体的排水固结过程。 图（b）为挡土墙在填土之前，将土工合成材料置于挡土墙后再填土，这样既可将水排出，又不会把土颗粒带走。 图（c）为降低均质坝坝体内浸润线，可在坝体内用土工合成材料做排水体。 图（d）为土工合成材