2011第6章土工合成材料.ppt

第6章  土工合成材料 第6章 土工合成材料 概述 加筋的作用机理 加筋挡墙及其设计原理 堤坝软基加筋 建筑物地基加筋 第一节 概 述 土工合成材料( Geosynthetics )：应用于岩土工程的，以高分子聚合物和玻璃等为主要原料制成的各种新型工程材料的统称。 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。 特点：质量轻、强度高、弹性好、耐磨、耐酸碱、不易腐烂、不易虫蛀、吸湿性小等。 一、土工合成材料的分类 我国《土工合成材料应用技术规范》（ GB50290—98 ）将土工合成材料分为四大类： 土工织物 土工膜 土工复合材料 土工特种材料 土工织物（geotextile）：是一种透水性材料 土工膜( Geomenbranes ):聚合材料和橡胶等制成的膜片或者以土工布为基布外涂一层或多层异丁橡胶形成的膜片，为一种具有一定强度的不透水材料。用于隔水防渗。 土工复合材料(Geocomposites)： ——是两种或两种以上的土工合成材料组合在一起的制品。 复合加筋材料：如土工格栅与土工布复合，经编布与玻璃丝复合，土工布与土工膜复合，不织布与高强钢丝复合等 复合排水材料：如排水带，排水片和排水板等 复合隔水防渗材料：土工粘衬垫(GCL) GCL被用于地下水的保护、堤坝止水、水库和蓄水池防渗，以及填筑和掩埋场的密封面层等。 土工特种材料： ——为工程特定需要而生产的产品。 土工格栅(geogrid) 土工网(geonet) 土工模袋(fabriform) 土工格室(geocell) 土工管(geotex tube)、土工包(geocontainer) 聚苯乙烯板块(EPS) 土工格栅：是在聚丙烯或高密度聚乙烯板材上先冲孔，然后进行拉伸而成的带长方形或方形孔的板材。因其高强度和低延伸率而成为加筋的好材料。 土工格栅在加筋构筑物中的典型应用情况 当建筑边界受限时，采用土工格栅加筋土挡墙与加筋土边坡组合结构 玻纤土工格栅用于地表植草护坡 土工网：以聚丙烯或聚乙烯为原料，应用热塑挤出法生产的具有较大孔径和较大刚度的平面结构材料 。 抗拉强度都较低，延伸率较高 常用于坡面防护、植草、软基加固垫层，或用于制造复合排水材料。 土工模袋：是由上下两层土工织物制成的大面积连续袋状材料，袋内充填混凝土或水泥砂浆，凝固后形成整体混凝土板，可用作护坡。 模袋上下两层之间用一定长度的尼龙绳来保持其间隔，可以控制填充时的厚度。 浇注后，多余水量可从织物孔隙中排走，故而降低了水分，加快了凝固速度，使强度增高。 土工格室：是由强化的高密度聚乙烯宽带，每隔一定间距以强力焊接而形成的网状格室结构 格室张开后，可填以土料，由于格室对土的侧向位移的限制，可大大提高土体的刚度和强度 它可用于处理软弱地基，增大其承载力，沙漠地带可用于固沙，还可用于护坡等。 土工管、土工包：是用经防老化处理的高强土工织物制成的大型管袋及包裹体。 可有效地护岸和用于崩岸抢险，或利用其堆筑堤防，解决疏浚弃土的放置难题。 土工包是将高强土工织物铺设在特制的可开底的空驳船内，将疏浚的淤泥或废料充填其上，待装满后，将织物包裹封合，防止泄漏，然后将驳船开到预定地点，打开船底，把土工包沉放到水底。 用于大面积崩岸治理、堤防迎水坡堵漏、河岸及河底的淘冲。 土工合成材料的分类 土工织物 土工膜 土工复合材料 土工特种材料 二、土工合成材料的性能 物理性质 ①比重；②单位面积质量；③厚度 力学性质 ①抗拉强度、伸长率； ②撕裂强度；③握持拉伸强度；④摩擦试验强度；⑤拉拔试验强度；⑥压缩性；⑦蠕变性； 水力性质 ①渗透性; ②等效孔径 三、土工合成材料的主要功能及应用 滤层作用 ：防止细粘土的流失，又不被淤堵。 排水作用：既作为排水通道．又防止淤堵。 加筋作用：提高加筋体的复合强度，改善土体的变形性质，提高土体的稳定性和地基承载力。 隔离作用：防止不同土料混杂，保持其各自的性能 防护：防止水流及风浪的冲刷和侵蚀，保护岸坡 防渗、隔水和封闭： 滤层作用 当土中水流过土工织物时，水可以顺畅穿过，而土粒却被阻留的作用。 用作反滤的土工织物一般是非织造型(无纺)土工织物，有时也可以用织造型土工织物。 堤坝工程；公路和机场跑道的基层；铁轨下道渣与土基间的隔离层等，同时也要求反滤功能。 排水作用 堤坝工程中降低浸润线位置，以减小渗流力 挡墙背面排水，以消减水压力，提高墙体稳定性 土坡排水，减小孔隙压力，防止土坡失稳 隧道和廊道排水，以减轻渗水压力 软土地基排水，以加速土固结，提高地基承载力 土工织物用作排水时兼起反滤作用，同时，不致因土体固结变形而失效。 软基上堤坝底部铺设土工织物作为