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(guān)鍵詞：土工合成材料公路工程應(yīng)用

中圖分類號(hào)：X734文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1．概述

土工合成材料作為一種相對(duì)新型的施工材料， 已經(jīng)在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家得到了很成功的應(yīng)用，目前在鐵路、公路、建筑工程中也都得到了很廣泛的應(yīng)用。在公路工程中，土工合成材料通常會(huì)被應(yīng)用于填挖交界處、排水、地基處理、防護(hù)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(jià)低、適用性強(qiáng)、耐久性強(qiáng)，強(qiáng)度高以及耐腐蝕性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。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(yīng)用。

2．土工合成材料的種類

土工合成材料根據(jù)材質(zhì)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(kāi)來(lái)，也可把相同材料的不同粒徑的材料隔開(kāi)，避免兩種材料相互混雜，或者受到外部作用力的時(shí)候不至于流失，能夠保證所使用建筑材料的整體結(jié)構(gòu)和功能。

3.2防護(hù)功能 當(dāng)外部有比較集中的應(yīng)力作用到土體上的時(shí)候，土工合成材料可以將應(yīng)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(hù)功能主要有兩種情況，一種是沖刷防護(hù)，另一種是坡面防護(hù)。

3.3 濾層功能 土工材料能夠使土壤中的液體排出的同時(shí)，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?qū)⑼寥乐械乃帜燮饋?lái)，通過(guò)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(lái)改善土層的力學(xué)性能，將材料埋置在土體中，可增強(qiáng)地基的承載力，土基的整體受力，提高路基的整體強(qiáng)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(nèi)，產(chǎn)生較大的摩擦力，從而提高土體的強(qiáng)度。

3.6防滲功能 在公路工程施工過(guò)程中，土工合成材料由于它具有特殊的結(jié)構(gòu)性能，可以按照工程的需要制成各種層厚，防滲性能也相當(dāng)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(yīng)用

4.1用于道路面層與基層之間的柔性路面結(jié)構(gòu)層 高等級(jí)公路要求“強(qiáng)基薄面”，將高模量的土工合成材料置于路面結(jié)構(gòu)層中，可增大路面結(jié)構(gòu)層的抗拉強(qiáng)度，減薄路面結(jié)構(gòu)層的厚度，保持路面的結(jié)構(gòu)完整性。

4.2用于臨時(shí)道路 許多林區(qū)、海港、油田及一些軍用的臨時(shí)道路要通過(guò)水文地質(zhì)條件不良的地區(qū)，采用避繞的方法需延長(zhǎng)線路增大投資。將土工合成材料鋪設(shè)在軟弱的地基上，利用其良好的抗拉強(qiáng)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(shí)約束填料的側(cè)向移動(dòng)，保證填料層的相對(duì)剛度，將上覆荷載擴(kuò)散到較大面積的地基上，減少地基所需承受的壓力。臨時(shí)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(nèi)積水，將其鋪設(shè)于道路中央分隔帶中，進(jìn)行分隔帶排水。

4.4用于植被防護(hù) 用三維土工網(wǎng)墊進(jìn)行路堤(塹)邊坡的植被防護(hù)，也可將其鋪在河岸、水庫(kù)、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(hù)坡。

4.5用于護(hù)坡 用土工格柵和復(fù)合加筋帶構(gòu)筑加筋土擋墻和橋臺(tái)或加陡路堤邊坡，增強(qiáng)穩(wěn)定性，也用于路堤邊坡加強(qiáng)層。

4.6調(diào)節(jié)剛度 用土工格柵和土工網(wǎng)鋪設(shè)于橋頭、填挖交界處、新老路基結(jié)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(cuò)臺(tái)。

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(jié)，提高地基承載力。或用土工織物、土工格柵、土工網(wǎng)結(jié)合碎石或砂礫墊層鋪設(shè)于軟土地基和路堤之間，利用其抗拉強(qiáng)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(shè)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(wú)粘性土混合)建造陡坡路基和擋墻，法國(guó)及英國(guó)道路中于70年代末就有先例。

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

5 結(jié)束語(yǔ)

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

參考文獻(xiàn)：

[1]王銀河， 江志超. 公路施工中土工合成材料應(yīng)用的探討[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品， 2012，（3）： 45.

[2] 尚福濤. 土工合成材料在公路軟基中的應(yīng)用技術(shù)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(guó)對(duì)于科學(xué)技術(shù)的發(fā)明與發(fā)展，國(guó)內(nèi)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(dāng)中，為我國(guó)的土木建筑工程作出了巨大的貢獻(xiàn)。

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

大，能夠抵抗很大的壓力，因此，纖維復(fù)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(fù)合材料的優(yōu)勢(shì)及纖維復(fù)合材料在土木建筑工程中的應(yīng)用情

況。

關(guān)鍵詞：土木建筑；纖維復(fù)合材料；應(yīng)用分析

土木建筑業(yè)作為我國(guó)重要產(chǎn)業(yè)之一，為我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著很大

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

足不同時(shí)代下人們對(duì)于生活空間質(zhì)量的需求。纖維復(fù)合材料是一種新型的

建筑材料，有著承重大、質(zhì)量輕、強(qiáng)度高等特點(diǎn)，同時(shí)，能夠順應(yīng)時(shí)代的

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

的性能，對(duì)于土木建筑工程的發(fā)展有著很重要的意義。因此，纖維復(fù)合材

料逐漸得到土木建筑工程的廣泛應(yīng)用。

一、纖維復(fù)合材料在土木建筑的優(yōu)勢(shì)

纖維復(fù)合材料具有可設(shè)計(jì)性，較高的比強(qiáng)度和比剛度，抗疾勞性、抗

化學(xué)反應(yīng)及抗腐蝕性良好的抗震性等。纖維復(fù)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(shì)有著密不可分的關(guān)系。

(一)纖維復(fù)合材料有著較強(qiáng)的應(yīng)用性

纖維復(fù)合材料由于兼顧基體材料和增強(qiáng)材料的材料優(yōu)勢(shì)，因此其性能

既能夠保持原有材料的某些特性，又能夠?qū)⒔M合材料的材料優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮

出來(lái)，這種材料特性使得纖維復(fù)合材料與其他單一建筑材料相比，有著極

為廣泛的應(yīng)用范疇，因此能夠在很大程度上滿足各類土木建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

要求，滿足土木建筑項(xiàng)目的建筑要求。

(二)纖維復(fù)合材料較強(qiáng)的抗疲勞性與耐久性

一般來(lái)說(shuō)金屬的疲勞強(qiáng)度為拉伸強(qiáng)度的40%～50%，而纖維復(fù)合材料

的疲勞強(qiáng)度則為其拉伸強(qiáng)度的70%～80%，因此纖維復(fù)合材料有著更高的

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

計(jì)要求，提升建筑項(xiàng)目的質(zhì)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(xué)反應(yīng)，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(yīng)有的作用，而絕大部分纖維復(fù)合材料具有較強(qiáng)的抗氧化性能，材

料性質(zhì)較為穩(wěn)定，有著較強(qiáng)的使用壽命，可有效提升木土建筑的耐久性。

二、纖維復(fù)合材料的應(yīng)用原則

（一）科學(xué)性原則

只有從科學(xué)的角度進(jìn)行對(duì)土木建筑設(shè)計(jì)的規(guī)劃，從纖維復(fù)合材料性質(zhì)、

土木建筑建設(shè)流程的制定以及生產(chǎn)硬件與軟件構(gòu)成式等多個(gè)方面進(jìn)行細(xì)致

而全面的考量，才能夠最大限度保證纖維復(fù)合材料在土木建筑中的應(yīng)用能

夠滿足土木建筑項(xiàng)目生產(chǎn)實(shí)踐的要求，只有在科學(xué)精神、科學(xué)手段、科學(xué)

理念的指導(dǎo)下，才能夠以現(xiàn)有的技術(shù)條件為基礎(chǔ)，進(jìn)行纖維復(fù)合材料在土

木建筑中高效應(yīng)用的科學(xué)探索與研究。

（二）易操作原則

由于土木建設(shè)項(xiàng)目大多位于城市邊緣或者郊區(qū)，其操作環(huán)境較為簡(jiǎn)陋，

難以實(shí)現(xiàn)土木建筑項(xiàng)目中纖維復(fù)合材料的細(xì)致處理與操作。因此為了適應(yīng)

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

的容錯(cuò)率，減少外部環(huán)境對(duì)纖維復(fù)合材料使用實(shí)踐活動(dòng)的影響。同時(shí)由于

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

工作又由他們承擔(dān)，因此纖維復(fù)合材料使用方案必須進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，降低

操作的難度，使得在較短時(shí)間內(nèi)，可以進(jìn)行批量操作，滿足土木建設(shè)工程

設(shè)計(jì)規(guī)劃的要求，保證土木建設(shè)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目進(jìn)行的速率，使纖維復(fù)合材料使

用方案在實(shí)踐中順利完成。

（三）實(shí)用性原則

土木建設(shè)項(xiàng)目作為一項(xiàng)重要的人類活動(dòng)，經(jīng)歷了從無(wú)到有，從小到大

的過(guò)程，而這一過(guò)程的實(shí)現(xiàn)就需要雄厚資金的支持。從實(shí)際來(lái)看，資金的

穩(wěn)定供應(yīng)與否能夠直接影響到土木建筑項(xiàng)目的質(zhì)量與水平，因此纖維復(fù)合

材料在土木建筑中的應(yīng)用必須要遵循實(shí)用性的原則，最大限度減少纖維復(fù)

合材料使用方面的成本投入，從而能夠?qū)⒏嗟馁Y金利用于其他方面，保

證土木建設(shè)項(xiàng)目的順利進(jìn)行。

三、常用的纖維復(fù)合材料及其應(yīng)用

（一）混凝土型纖維復(fù)合材料的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的使用材料中，水泥的承重力小，而混凝土?xí)菀资艿江h(huán)境中

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

結(jié)合，通過(guò)各自的特性，形成高抗壓性、高強(qiáng)度、高抗腐蝕性等復(fù)合型材

料。因而可以根據(jù)建筑的不同需求進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)配，使用相應(yīng)的復(fù)合材料，

使其更加滿足工程的需要。例如C 纖維增強(qiáng)混凝等，通過(guò)其防水性能、機(jī)

械性能、抗腐蝕性等的提高，使其適合應(yīng)用到物建筑工程中。與此同時(shí)，

它還有吸收震動(dòng)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(yīng)用。

（二）纖維聚合物筋

纖維聚合物筋是由纖維通過(guò)特殊的工藝?yán)瓟D處理后形成的一種復(fù)合材

料，有著很大的強(qiáng)度和抗壓性能，常見(jiàn)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(zhì)，可以鋼筋的使用，應(yīng)用到新建和

預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，使得土木工程的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，同時(shí)，也可應(yīng)用到

建設(shè)建筑、維修建筑等方面工作中。

（三）智能型纖維復(fù)合材料

隨著不斷地發(fā)展，多功能型的建筑不斷被建立，對(duì)于建筑工程中使用

的材料要求也越來(lái)越嚴(yán)格，為了很好的順應(yīng)建筑業(yè)的發(fā)展，智能型纖維復(fù)

合材料逐漸發(fā)明并投入使用。目前，智能型纖維復(fù)合材料主要有以下幾：

第一，屏蔽磁場(chǎng)水泥基復(fù)合材料，智能纖維材料可以有效的屏蔽電磁波對(duì)

于建筑物內(nèi)的干擾，解決電磁波干擾所帶來(lái)的各種問(wèn)題，彌補(bǔ)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(fù)合材料，通

過(guò)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(jìn)而使其應(yīng)用到了交通導(dǎo)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(fù)合材料，將碳纖維的性能與混凝土的性能相融合，進(jìn)

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(cè)和電力情況的檢測(cè)工作中，最終給將于建筑提供了電能。第四，導(dǎo)電水

泥混凝土，即在混凝土中加入導(dǎo)電纖維，使其具有一定的導(dǎo)電性，進(jìn)而使

混凝土的抗損傷力有所增加，同時(shí)，能夠使建筑更安全更耐用，延長(zhǎng)其使

用壽命。在實(shí)際工程中，具有可以除掉建筑物的靜電的作用，下雪時(shí)，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(fù)合材料，

需要我們不斷研究與開(kāi)發(fā)，不斷地加入到土木建筑的應(yīng)用中，推進(jìn)我國(guó)建

筑工程業(yè)的發(fā)展。

（四）結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)材料

結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)材料通常應(yīng)用到土木工程中纖維片的修補(bǔ)過(guò)程中，減少建筑

的安全隱患，彌補(bǔ)其不足。同時(shí)，因結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)材料具有質(zhì)密輕的特點(diǎn)，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(shí)間，受到業(yè)內(nèi)人士的喜歡。

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

的同時(shí)，也保證了開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目的質(zhì)量，其從建筑層面促進(jìn)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的

進(jìn)一步發(fā)展，保證了我國(guó)城市化進(jìn)程的深度與廣度。

參考文獻(xiàn)

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

[2]劉彬.淺談土木工程中碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用[J].門窗,2014,11

[3]葛自力.土木工程中碳纖維復(fù)合材料的運(yùn)用研究[J].當(dāng)代化工,2015,01

第3篇：土工合成材料用途范文

【關(guān)鍵詞】土木工程；FRP復(fù)合材料；應(yīng)用

中圖分類號(hào)： TB33 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(shù)水平的提高，尤其FRP復(fù)合材料運(yùn)用的問(wèn)題得到了人們的廣泛關(guān)注。雖然我國(guó)在此技術(shù)上有所完善和進(jìn)步，但是仍然存在一些問(wèn)題和不足需要改進(jìn)。在建設(shè)社會(huì)主義和諧社會(huì)的新時(shí)期，進(jìn)一步加強(qiáng)土木工程的FRP復(fù)合材料技術(shù)，保證施工中的安全質(zhì)量，是促進(jìn)土木工程發(fā)展的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

二、FRP復(fù)合材料基本性質(zhì)簡(jiǎn)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(guò)特制的模具擠壓、拉拔而成型。常見(jiàn)的FRP包括玻璃纖維增強(qiáng)塑料、碳纖維增強(qiáng)塑料和阿拉米德纖維增強(qiáng)塑料等。不同的纖維化學(xué)成分不同，力學(xué)性能也有較大差別，相應(yīng)FRP的力學(xué)性質(zhì)表現(xiàn)出很大的差異。

2、FRP的主要特點(diǎn)有：

（1）抗拉強(qiáng)度高。三種FRP的抗拉強(qiáng)度均明顯超過(guò)了鋼筋，與高強(qiáng)鋼絲差不多，且在達(dá)到抗拉強(qiáng)度之前，幾乎沒(méi)有塑性變形產(chǎn)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(jié)構(gòu)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(dāng)建筑結(jié)構(gòu)中采用FRP時(shí)，施工非常方便，可降低勞動(dòng)力費(fèi)用。當(dāng)用于舊有結(jié)構(gòu)的維修加固時(shí)效果更為明顯。

（4）熱膨脹系數(shù)與混凝土相近。這樣當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，F(xiàn)RP與混凝土協(xié)同工作，兩者間不會(huì)產(chǎn)生大的溫度應(yīng)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(jié)構(gòu)的撓度較大和裂縫開(kāi)展較寬將不可避免。

（6）抗剪強(qiáng)度低。FRP抗剪強(qiáng)度很低，通常不超過(guò)其抗拉強(qiáng)度的10%左右，在將FRP用作預(yù)應(yīng)力筋以及進(jìn)行FRP的材性試驗(yàn)時(shí)，相應(yīng)的錨、夾具需專門研制。

（7）材料較為昂貴。由于FRP的生產(chǎn)制作工藝較復(fù)雜，一般需采用專門的長(zhǎng)線擠壓臺(tái)座才能完成。

通常，F(xiàn)RP筋中纖維含量為70%~80%，樹(shù)脂占20%~30%，纖維含量愈高，F(xiàn)RP強(qiáng)度愈高，但擠壓成型時(shí)愈困難。以9mm直徑的FRP為例，其中包含了約12萬(wàn)根的連續(xù)纖維。

三、FRP在土木工程中的關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用

絕大多數(shù)修復(fù)工作包括對(duì)由于地震和其他自然災(zāi)害造成的損壞及結(jié)構(gòu)老化的修補(bǔ)組成。由于環(huán)境、設(shè)計(jì)不周、建筑質(zhì)量低劣，需要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，且這種處理方式可以滿足當(dāng)前的設(shè)計(jì)與使用要求。因此，近二十年，結(jié)構(gòu)修補(bǔ)與加固在世界范圍內(nèi)引起了極大的關(guān)注。最近試驗(yàn)和分析研究表明：利用 FRP復(fù)合材料來(lái)修復(fù)現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)方式更節(jié)省成本、更能縮短時(shí)間且更容易施工。

歷史上，復(fù)合材料首先應(yīng)用于鋼筋混凝土（RC）橋梁的彎曲加固，應(yīng)用于鋼筋混凝土（RC）立柱和無(wú)鋼筋砌筑墻抗震的加強(qiáng)。

1、關(guān)鍵的材料技術(shù)

（1）高性能FRP復(fù)合材料改性技術(shù)研究FRP復(fù)合材料與土木工程常用建筑鋼材相比具有高強(qiáng)、輕質(zhì)、耐久、耐疲勞、易施工與可設(shè)計(jì)等諸多優(yōu)點(diǎn)，不同的FRP復(fù)合材料與傳統(tǒng)建筑鋼材相比有不同的特點(diǎn)但也有一定的弱點(diǎn)，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(shí)沒(méi)有屈服臺(tái)階.土木結(jié)構(gòu)對(duì)材料韌性的基本要求是2.5%一3.0%.所以，CFRP和AFRP的強(qiáng)度高，但韌性差.GFRP可以滿足韌性要求，但模量和強(qiáng)度低，這就使得其在土木工程中的應(yīng)用效果大大降低.因此，如何通過(guò)對(duì)各有特點(diǎn)的不同纖維材料的復(fù)合改性，使其具有高性能(高強(qiáng)、高模、高耐久性及良好的韌性等)同時(shí)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(fù)合材料在現(xiàn)代土木工程中應(yīng)用的關(guān)鍵材料技術(shù)問(wèn)題.該問(wèn)題一旦獲得解決，將會(huì)給現(xiàn)代土木工程材料技術(shù)帶來(lái)革命性的變革，也會(huì)為復(fù)合材料領(lǐng)域帶來(lái)一個(gè)巨大的潛在市場(chǎng)與更大的發(fā)展機(jī)遇。

（2）高性能FRP復(fù)合材料。關(guān)鍵配套材料和設(shè)備研究開(kāi)發(fā)由于土木工程用FRP復(fù)合材料形式是多種多樣的，其應(yīng)用環(huán)境、應(yīng)用方法也多種多樣.因此，僅僅解決FRP復(fù)合材料改性技術(shù)，并生產(chǎn)出適合于土木工程應(yīng)用特點(diǎn)的材料還不夠，還必須解決其配套的關(guān)鍵材料與設(shè)備技術(shù)問(wèn)題.主要包括以下兩方面內(nèi)容:特種粘貼樹(shù)脂基體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料合成技術(shù);高性能FRP復(fù)合材料筋/索錨具及預(yù)應(yīng)力張拉設(shè)備研制.

2、關(guān)鍵的設(shè)計(jì)技術(shù)

（1）新的工程力學(xué)分支―復(fù)合材料力學(xué)。由于材料的非勻質(zhì)，由復(fù)合材料制成的板、殼及薄壁桿件的力學(xué)性能不同于傳統(tǒng)材料制成的結(jié)構(gòu)構(gòu)件.因此基于勻質(zhì)材料的經(jīng)典彈塑性力學(xué)及板殼理論，不適用于分析復(fù)合材料結(jié)構(gòu)構(gòu)件.最典型的例子是復(fù)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(yīng)力作用下會(huì)產(chǎn)生平面外彎曲及翹曲.正是這些不同的力學(xué)性能給學(xué)術(shù)界提出挑戰(zhàn)，并產(chǎn)生新的工程力學(xué)分支―復(fù)合材料力學(xué).從70年代開(kāi)始，在美國(guó)國(guó)家宇航局(NASA)的資助下，越來(lái)越多的工程力學(xué)界學(xué)者轉(zhuǎn)向復(fù)合材料力學(xué)研究，至今已經(jīng)出現(xiàn)許多激動(dòng)人心的學(xué)術(shù)成果.

（2）設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇。盡管復(fù)合材料具有如此多的優(yōu)點(diǎn)，但在工業(yè)界中的應(yīng)用還僅限于航天、航空、汽車及造船領(lǐng)域，在土木工程中還鮮有應(yīng)用.限制復(fù)合材料廣泛應(yīng)用的原因除了采用復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)造價(jià)昂貴外，另一個(gè)原因是設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，和傳統(tǒng)材料結(jié)構(gòu)相比，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)非常多.例如，設(shè)計(jì)一塊承重板，采用傳統(tǒng)的勻質(zhì)材料，設(shè)計(jì)參數(shù)主要有擬選用材料的類型及板的厚度;而采用復(fù)合材料疊合板結(jié)構(gòu)(Laminated Plate)，需要確定的設(shè)計(jì)參數(shù)有加強(qiáng)筋的材料類型、基質(zhì)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(shè)計(jì)參數(shù)必須仔細(xì)選擇，不同的設(shè)計(jì)參數(shù)組合可以導(dǎo)致結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的極大差別.

（3）快速有效的優(yōu)化設(shè)計(jì)。由于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)造價(jià)昂貴，在設(shè)計(jì)過(guò)程中必須考慮優(yōu)化，以降低結(jié)構(gòu)自重，減少材料用量.而如前所述，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變量多，優(yōu)化搜尋次數(shù)多，特別是當(dāng)幾何尺寸變量變化時(shí)，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(shè)計(jì)成為非常冗長(zhǎng)復(fù)雜的過(guò)程.因此如何快速有效地進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)成為學(xué)術(shù)研究的重要課題，華僑大學(xué)在這方面作了一些有益的前期工作，一個(gè)直接可行的方法就是在詳細(xì)設(shè)計(jì)前，進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，并且采用簡(jiǎn)化方法進(jìn)行分析，以避開(kāi)復(fù)雜的有限元計(jì)算.從而，得到較接近優(yōu)化設(shè)計(jì)的初步設(shè)計(jì)方案，減少詳細(xì)設(shè)計(jì)中的優(yōu)化搜尋次數(shù)，因而大大減輕詳細(xì)設(shè)計(jì)的工作量和難度。

（4） FRP復(fù)合材料加固補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)方法。采用FRP復(fù)合材料對(duì)已有結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)，應(yīng)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(fù)合材料在土木工程中的展望

FRP復(fù)合材料具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕等多種優(yōu)點(diǎn),作為結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)材料具有巨大優(yōu)勢(shì)。FRP加固技術(shù)在民用建筑、工業(yè)廠房、橋梁以及地鐵隧道等結(jié)構(gòu)加固中都具有非常廣闊的發(fā)展應(yīng)用前景。

我國(guó)對(duì)FRP加固修復(fù)工程結(jié)構(gòu)技術(shù)的研究和應(yīng)用雖取得了一定成果,筆者認(rèn)為,仍需要在以下方面進(jìn)行深入研究:(1)加固時(shí)應(yīng)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(qiáng)FRP材料及結(jié)構(gòu)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(guó)產(chǎn)化進(jìn)程,努力開(kāi)發(fā)FRP的應(yīng)用潛力；(4)加快FRP加固工程技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)的制定等。

五、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)FRP復(fù)合材料及其在土木工程中的應(yīng)用研究的問(wèn)題分析，進(jìn)一步明確了FRP復(fù)合材料在土木工程中的應(yīng)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(fù)合材料技術(shù)的研究，促進(jìn)土木工程的進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]葉列平，馮鵬 FRP在工程結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用與發(fā)展 土木工程學(xué)報(bào) 2006年

第4篇：土工合成材料用途范文

關(guān)鍵詞 水利工程；土工合成材料；施工

中圖分類號(hào)TV5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2013）92-0181-02

1 土工合成材料簡(jiǎn)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(chǎn)品，具有防滲、過(guò)濾、排水、防護(hù)、隔離、加筋和加固等多種功能。自問(wèn)世以來(lái)，發(fā)展非常迅速。經(jīng)工程實(shí)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(qiáng)土體的作用，在公路、鐵路、水利等工程建設(shè)中得到了很好的應(yīng)用。其類型主要有：土工織物，土工薄膜，復(fù)合土工織物及復(fù)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(fù)合材料等，

2 水利工程中土工合成材料的應(yīng)用

2.1防滲作用

渠道防滲常采用復(fù)合土工膜進(jìn)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(jìn)行大量蓄水以及引水等水利工程建設(shè)，這些建筑施工中如何進(jìn)行防滲處理一直是施工中國(guó)的難點(diǎn)所在。土工合成材料出現(xiàn)以來(lái)，我們發(fā)現(xiàn)其具有良好的防滲效果，可以用來(lái)進(jìn)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(xué)指標(biāo)，土木合成材料大多由弱透水材料構(gòu)成，主要是土工膜和復(fù)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(yīng)用在土石壩上游壩面防滲，做法是將水庫(kù)中水放凈，然后在混凝土壩的上游粘貼土工膜，為了對(duì)土工膜進(jìn)行穩(wěn)固，還要設(shè)置一些鋼槽來(lái)夾住土工膜。隨著施工技術(shù)的不斷改進(jìn)和提高，現(xiàn)在已經(jīng)對(duì)該工藝進(jìn)行改進(jìn)了，利用一些土木網(wǎng)格，用來(lái)粘貼土工膜，這樣即使水滲過(guò)土工膜，也會(huì)被土木網(wǎng)格所收集，進(jìn)一步加強(qiáng)了土木合成材料的防滲作用。當(dāng)然，這只是土木合成材料防滲的一個(gè)方面，還可以將其應(yīng)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(hù)作用

水利建設(shè)中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)堤坡和岸坡被破壞的現(xiàn)象，對(duì)水利設(shè)施的安全帶來(lái)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(jì)活動(dòng)帶來(lái)的損害。為了加強(qiáng)堤坡和岸坡的保護(hù)，一直以來(lái)，我們采用各種辦法，例如可以建設(shè)岸坡防護(hù)，通過(guò)岸坡防護(hù)來(lái)緩解水流的沖刷和破壞，還可以采用柴排、石籠、或打樁護(hù)坡等方法來(lái)進(jìn)行保護(hù)。但從實(shí)踐來(lái)看，效果并不十分明顯，這些防護(hù)措施持久性差，經(jīng)常需要維護(hù)和更新，不僅造成工程維護(hù)成本大幅增加，也不利于保護(hù)效果。為此，我們可以利用土工合成材料的優(yōu)勢(shì)，來(lái)進(jìn)行堤坡和岸坡保護(hù)。做法很簡(jiǎn)單，就是在在被保護(hù)的土面上覆一層土工織物，為了防止土工織物發(fā)生移動(dòng)，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(duì)堤坡和岸坡的破壞作用，這種方法不僅簡(jiǎn)單易行，而且造價(jià)便宜，也不需要進(jìn)場(chǎng)進(jìn)行維修和維護(hù)，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(hù)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(nèi)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(hù)面下部的排水。

3 水利工程中土工合成材料的鋪設(shè)施工

防滲土工合成材料因鋪設(shè)結(jié)構(gòu)形式的不同，其施工工藝和鋪設(shè)技術(shù)也不盡相同。例如斜墻上土工合成材料的鋪設(shè)：1）土工合成材料鋪設(shè)前，應(yīng)按施工圖紙要求完成支持層施工，土工膜鋪設(shè)前先進(jìn)行下墊層施工，支持層應(yīng)碾壓密實(shí)，坡面平整；2）開(kāi)挖基礎(chǔ)錨固槽和坡面防滑槽，其斷面尺寸應(yīng)符合施工圖紙的規(guī)定；3）對(duì)基礎(chǔ)錨固槽、坡面防滑槽和壩坡坡面進(jìn)行清理和驗(yàn)收后，由上向下滾鋪卷材，鋪設(shè)應(yīng)平順，松緊適度，預(yù)留大約 1%的余幅，以免受拉破壞；4）鋪設(shè)過(guò)程中，作業(yè)人員不得穿硬底皮鞋及帶釘鞋。不準(zhǔn)在土工合成材料上卸放護(hù)坡塊體，不準(zhǔn)用帶尖頭的撬動(dòng)工具，不準(zhǔn)進(jìn)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(chǔ)及支持層之間應(yīng)壓平貼緊，避免架空。對(duì)易產(chǎn)生架空現(xiàn)象的壩面馬道部位可設(shè)置水平槽。

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

土工膜與周邊連接施工時(shí)，土工膜應(yīng)通過(guò)錨固槽與河床或岸坡的不透水基巖緊密連接，頂部應(yīng)錨固于防浪墻的混凝土中，以形成整體防滲。其錨固長(zhǎng)度應(yīng)符合施工圖紙的要求；2）土工膜與周邊的連接形式應(yīng)符合施工圖紙的要求。土工膜與下部混凝土防滲墻連接時(shí)，土工膜應(yīng)直接埋入防滲墻混凝土內(nèi)。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(nèi)，并同時(shí)在岸坡附近設(shè)伸縮節(jié)。當(dāng)土工膜用于斜墻防滲時(shí)，應(yīng)在鋪設(shè)好的土工膜上進(jìn)行保護(hù)層施工。保護(hù)層的形式應(yīng)符合施工圖紙的要求?；炷粱蚴系谋Ｗo(hù)層鋪設(shè)應(yīng)處理好基礎(chǔ)，保證保護(hù)層不會(huì)滑動(dòng)；土料保護(hù)層、應(yīng)自下而上分層填筑，鋪料厚度和壓實(shí)干密度應(yīng)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(yīng)會(huì)同監(jiān)理人按工程隱蔽部位的驗(yàn)收要求，對(duì)土工合成材料防滲體施工質(zhì)量進(jìn)行以下項(xiàng)目的檢驗(yàn)和驗(yàn)收：1）每層土工合成材料被覆蓋前，采用目測(cè)或用真空法、充氣法檢查有無(wú)漏接，接縫燙損和折皺等缺陷；2）進(jìn)行拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)，要求接縫處強(qiáng)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(lái)講，水利工程中廣泛的應(yīng)用著土工合成材料，今后我們要在工程實(shí)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(xiàn)

第5篇：土工合成材料用途范文

關(guān)鍵詞：土工合成材料；加固；軟土地基；應(yīng)用

中圖分類號(hào)： TU441 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

土工合成材料是應(yīng)用于巖土工程的、以合成材料為原材料制成的各種產(chǎn)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(lái)的化學(xué)物質(zhì)制成，再進(jìn)一步加工成纖維或合成材料片材，最后制成各種產(chǎn)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(yīng)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(fù)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(wú)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(qiáng)度和變形需要，又有不加筋和加筋的區(qū)分。

1.3土工復(fù)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(jié)合，以滿足工程的特定需要。常見(jiàn)的種類有復(fù)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(chǎn)的產(chǎn)品，品種多，常見(jiàn)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(biāo)一般可分為物理性能指標(biāo)、力學(xué)性能指標(biāo)、水力性能指標(biāo)、土工合成材料與土相互作用指標(biāo)及耐久性指標(biāo)。

2.1 物理性能指標(biāo)

物理性能的主要指標(biāo)有單位面積質(zhì)量、厚度、孔隙率。單位面積質(zhì)量通常是指土工織物每平方米的質(zhì)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(xué)性能指標(biāo)

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

2.3 水力性能指標(biāo)

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

2.4 土工合成材料與土相互作用性能指標(biāo)

土工合成材料與土相互作用性能指標(biāo)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(biāo)

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

3 作用機(jī)理

土工織物在加固軟土地基中具有反濾、排水、防護(hù)、加筋、隔離等功能。

3.1反濾。土工織物具有細(xì)小的孔隙通道，將其置于土體表面或相鄰?fù)翆又g，水可通過(guò)織物，而土粒被阻擋住，從而避免土粒過(guò)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(lái)，沿著材料的平面排出土體外。較厚的針刺無(wú)紡?fù)凉げ己鸵恍┚哂休^多孔隙的復(fù)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(hù)。用土工織物填充袋筑堤、用土工網(wǎng)石籠護(hù)坡棱體、用土工織物軟體排護(hù)坡、固灘等可起到防護(hù)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(jié)合，可擴(kuò)散土體應(yīng)力，傳遞拉應(yīng)力，增強(qiáng)土體與筋材之間的摩擦力并限制土體側(cè)向位移，增加土體的抗剪強(qiáng)度，從而提高土體及有關(guān)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(yīng)用

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

4.1 加筋補(bǔ)強(qiáng)作用

機(jī)織土工織物或土工柵格對(duì)軟土的加筋補(bǔ)強(qiáng)作用主要體現(xiàn)在水平加筋上。復(fù)合地基中，機(jī)織土工織物或土工柵格主要處于受拉狀態(tài)下，在產(chǎn)生拉伸應(yīng)力的同時(shí)，對(duì)土體產(chǎn)生了一個(gè)類似于側(cè)向約束壓力的作用，使得復(fù)合土體具有較高的抗剪強(qiáng)度和變形模量。也就是說(shuō)由于機(jī)織土工織物或土工柵格有較高的強(qiáng)度和韌性等力學(xué)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(dāng)?shù)鼗赡墚a(chǎn)生剪切破壞時(shí)，鋪設(shè)的機(jī)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(dāng)受到集中荷載作用時(shí)，在較大的荷載作用下，高彈性模量的土工織物受力后將產(chǎn)生一部分垂直分力，抵消部分荷載。

4.2 排水固結(jié)作用

塑料排水帶或袋裝砂井內(nèi)部具有排水通道間，具有良好的三維透水性，能使水沿內(nèi)部的排水通道迅速流出，還可使水經(jīng)過(guò)它們的平面迅速沿水平方向排走。構(gòu)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(gòu)成的排水系統(tǒng)，可加速軟土地基的排水固結(jié)，提高地基承載力等。

5 設(shè)計(jì)檢算

5.1 穩(wěn)定性驗(yàn)算

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

5.1.1 深層圓弧滑動(dòng)破壞

深層圓弧滑動(dòng)破壞：當(dāng)軟土層較厚，土坡失穩(wěn)可能是沿某一圓弧面滑動(dòng)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(shí)，每二層間應(yīng)鋪一定厚度的透水材料。

5.1.2 淺層平面滑動(dòng)破壞

當(dāng)軟土層較薄，其下為硬層，則上述滑動(dòng)圓弧不易切入下臥硬層，因而可能產(chǎn)生淺層的平面滑動(dòng)。淺層滑動(dòng)可能有三種形式：一是土坡的一部分沿加筋材的頂面滑動(dòng)；二是土坡的一部分連同部分軟土沿下臥硬層的頂面滑動(dòng)；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(dòng)的情況。平面滑動(dòng)驗(yàn)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(dòng)破壞

路堤整體滑動(dòng)破壞的情況就是滑動(dòng)圓弧在土工織物鋪設(shè)范圍以外產(chǎn)生滑動(dòng)。此時(shí)就是在穩(wěn)定性驗(yàn)算中沒(méi)有土工織物的拉力P產(chǎn)生的穩(wěn)定力矩。

注意：計(jì)算中應(yīng)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(yàn)，要求加筋材頂面的摩阻力的大小不能超過(guò)加筋材料在下列應(yīng)變時(shí)的抗拉力。

5.2 復(fù)合地基承載力計(jì)算

第6篇：土工合成材料用途范文

關(guān)鍵詞：加筋；土工合成材料；使用

中圖分類號(hào)： TU472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

加筋類土工合成材料是在土體中與周圍的物質(zhì)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(jī)理相關(guān)的。也就是說(shuō)，土工合成材料是與三維結(jié)構(gòu)相結(jié)合的，許多使用了土工合成材料的結(jié)構(gòu)物的破壞形式是由于二維土工合成材料和三維結(jié)構(gòu)物之間的相互作用引起的。如果加筋材料不能起到其應(yīng)有的加筋功能，那么其事故的結(jié)構(gòu)形式基本與土的結(jié)構(gòu)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(gè)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(jié)構(gòu)中，這里可能是加筋材料沒(méi)有對(duì)土的特性產(chǎn)生影響的部位，平面加筋筋材對(duì)土體的影響部位與立體加筋筋材相比，立體加筋筋材對(duì)土體的影響部位要大的多，就是說(shuō)對(duì)被加筋的土體的失穩(wěn)控制要強(qiáng)有力的多。相對(duì)于平面加筋筋材來(lái)講，在土體中沒(méi)有加筋的大部分區(qū)域，土的特性并沒(méi)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(lái)的仍是沒(méi)有加筋土的破壞形式。例：尤其是在高填方領(lǐng)域，隨著填土高度的增加，土體的失穩(wěn)破壞就會(huì)增大，平面筋材在一定填土高度內(nèi)是安全的，但隨著填土高度的增加，筋材與土體累計(jì)接觸面在被加筋土體中越來(lái)越小，因此隨著填土高度的增加，使用平面筋材加筋的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)增大，這種高填方使用筋材加筋路堤的破壞，近年來(lái)在逐漸增加。例廣東的汕梅高速公路西關(guān)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(kāi)裂，差一點(diǎn)造成重大質(zhì)量事故。同時(shí)，在選擇筋材時(shí)，也要考慮當(dāng)?shù)氐耐临|(zhì)情況，如果屬于松散、黏結(jié)強(qiáng)度不高的粉性土質(zhì)，應(yīng)考慮采用立面的加筋筋材會(huì)更安全、可靠。

以上的這個(gè)例子顯示，使用加筋材料的工程師應(yīng)依據(jù)每個(gè)工程的特定巖土及修筑方案的情況，詳細(xì)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(shí)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(lǐng)域，對(duì)加筋材料的選擇上，應(yīng)考慮與土體結(jié)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(dāng)加筋材料應(yīng)用于土體加筋時(shí)，它將受到一個(gè)拉力的作用，這個(gè)拉力的產(chǎn)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(jié)構(gòu)的變形。這個(gè)變形可能影響其使用的可靠性，進(jìn)而應(yīng)考慮其結(jié)構(gòu)的破壞。

這個(gè)例子顯示需要考慮的相關(guān)因素，一是土工合成材料加筋時(shí)施工預(yù)拉是減小土體和結(jié)構(gòu)物變形需要的一個(gè)施工途徑；二是在選擇加筋材料時(shí)，對(duì)材料自身的變形性及變形時(shí)相對(duì)應(yīng)的材料強(qiáng)度要考慮進(jìn)去，也就是說(shuō)對(duì)于在土體中使用的加筋材料，其關(guān)鍵指標(biāo)一是筋材的延伸率，如果材料的延伸率過(guò)大，加筋將失去意義，在土體靜荷載與動(dòng)荷載的壓應(yīng)力下，如果使用的筋材延伸率大，土體的變形就會(huì)大，并且宜在長(zhǎng)期的荷載作用下，產(chǎn)生蠕變現(xiàn)象，所謂蠕變就是指筋材在不斷的應(yīng)力作用下，逐步被拉伸變形，雖然筋材本身沒(méi)有發(fā)生斷裂，但被無(wú)限（這里的無(wú)限是相對(duì)于巖土工程中土體允許變形量而言的）拉長(zhǎng)的筋材就失去了對(duì)土體加筋、控制的意義。對(duì)于筋材第二個(gè)關(guān)鍵的指標(biāo)就是使用的筋材強(qiáng)度指標(biāo)。筋材在土體中承受應(yīng)力水平的高低，與筋材的強(qiáng)度指標(biāo)形成正比關(guān)系，筋材的強(qiáng)度越高，對(duì)土體的加筋效果會(huì)越好，當(dāng)然這種強(qiáng)度指標(biāo)也不是無(wú)限大就好。因?yàn)檫€要考慮筋材與土體結(jié)合的緊密程度（摩阻系數(shù)與抗拉拔系數(shù)）。如果筋材的強(qiáng)度指標(biāo)過(guò)低，筋材在應(yīng)力的作用下，就會(huì)被拉斷。因此對(duì)于應(yīng)用于土體中的加筋材料來(lái)講，延伸率的指標(biāo)與強(qiáng)度指標(biāo)缺一不可，延伸率高，土體易發(fā)生過(guò)量的變形，加筋失去意義，強(qiáng)度值低，筋材可能會(huì)被拉斷。依據(jù)國(guó)內(nèi)及國(guó)際土工加筋材料的發(fā)展及使用經(jīng)驗(yàn)，例：目前在國(guó)內(nèi)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(guó)標(biāo)及部頒標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)它們的延伸率指標(biāo)都是有嚴(yán)格要求的，雙拉最大不能超過(guò)16%；單拉最大不能超過(guò)10%，強(qiáng)度指標(biāo)最小也要大于20kN/m，并且設(shè)計(jì)人員在取強(qiáng)度值時(shí)，要求的是相對(duì)應(yīng)一定延伸率下的強(qiáng)度指標(biāo)，這種可控的指標(biāo)才是巖土工程中有效的強(qiáng)度指標(biāo)。在一般情況下，加筋材料在國(guó)內(nèi)取值為10%對(duì)應(yīng)內(nèi)的材料強(qiáng)度值。

3、土體與筋材的最低有效長(zhǎng)度問(wèn)題

當(dāng)加筋材料的應(yīng)用領(lǐng)域比較特殊時(shí)，如使用于填挖交界、老路拓寬的新舊交界處等特殊領(lǐng)域做加筋處理方案時(shí)，筋材在土體中屬于應(yīng)力集中的局部受力情況，此時(shí)，不僅要求設(shè)計(jì)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(kāi)挖一定的臺(tái)階，緩解應(yīng)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(dòng)驗(yàn)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(zhǎng)度，不得小于最小錨固長(zhǎng)度L m ，最小錨固長(zhǎng)度采用下式計(jì)算：

L m = TGc Fm / (2σ0ƒGs)

式中L m — 最小錨固長(zhǎng)度 （m）

TGc — 土工合成材料抗拉強(qiáng)度 （kN/m）

Fm —— 錨固安全系數(shù)，對(duì)無(wú)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(yīng)力計(jì)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(dāng)計(jì)算的最小錨固長(zhǎng)度小于2.0 m時(shí)，取為2.0 m 。（注：如果用于臺(tái)階處，臺(tái)階的寬度最少不能小于2 m 。）

土工材料的鋪設(shè)長(zhǎng)度L為滑動(dòng)面內(nèi)的長(zhǎng)度L a與錨固長(zhǎng)度L m 之和，即：

L = L a + L m

無(wú)論怎樣的加筋方式，在被加筋的土體中，都必須達(dá)到這個(gè)有效長(zhǎng)度，否則加筋就會(huì)失去意義，就會(huì)對(duì)加筋土工程帶來(lái)危害。

4、結(jié)語(yǔ)

第7篇：土工合成材料用途范文

引言

工程中為了起到保護(hù)或加強(qiáng)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(hù)、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(lǐng)域無(wú)法比擬的。就目前來(lái)說(shuō)，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(shù)和土工合成材料在工程施工中的應(yīng)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(fù)合材料的使用相對(duì)較多。土工織物分為有紡?fù)凉た椢锖蜔o(wú)紡?fù)凉た椢飪煞N類型，在大壩工程中通常使用針刺無(wú)紡?fù)凉た椢镒鳛榕渌礊V設(shè)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(diǎn)。土工膜具有很好的防滲性能，并且價(jià)格便宜。但是由于其cbr的頂破強(qiáng)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(fù)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(chǎn)品，不但品種繁多、功能各異，并且還具有防滲和排水兩個(gè)作用，因此，在大壩工程中土工復(fù)合材料應(yīng)用相對(duì)較多。

2 土工合成材科在水利工程方面的具體應(yīng)用及其施工

2.1 混凝土壩防滲方面的應(yīng)用 垂直鋪膜防滲和坡面鋪膜防滲是防滲土工合成材料應(yīng)用的兩大方面，其施工工藝和鋪設(shè)工藝由于其鋪設(shè)結(jié)構(gòu)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(méi)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(chǎn)生應(yīng)力集中而被破壞；鋪設(shè)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(dǎo)致土工薄膜產(chǎn)生過(guò)度拉伸，撕裂或擦傷；在斜面上用土或混凝土面板保護(hù)土工薄膜，當(dāng)水位驟降時(shí)，土體中的孔隙水壓力和庫(kù)水位失去平衡而造成失穩(wěn)滑動(dòng)。在施工過(guò)程中為了有效的避免或減少類似問(wèn)題的發(fā)生一定要按照施工規(guī)范和施工組織設(shè)計(jì)進(jìn)行施工以保證施工質(zhì)量。

在防滲結(jié)構(gòu)中設(shè)置上下墊層以保護(hù)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(shè)土工膜以后，由于土中排出的氣體或產(chǎn)生的沼氣過(guò)多就會(huì)頂托土工膜而造成土工膜的破壞，而膜下也會(huì)因?yàn)槿毕菀l(fā)滲漏而產(chǎn)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(shí)一定要考慮排水以及排氣等措施。

（防滲設(shè)計(jì)與施工）

有毒物質(zhì)進(jìn)入水體不但會(huì)污染環(huán)境，更會(huì)危機(jī)人畜的生命，根據(jù)多年的經(jīng)驗(yàn)，渠道的防滲土工膜厚度不應(yīng)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(jìn)行，必須將滲水通過(guò)排水溝排走，這時(shí)主要使用復(fù)合土工膜或合適的防排水材料。

2.2 堆石壩防滲中的應(yīng)用 白云水庫(kù)大壩為粉土斜墻堆石壩，而壩體是經(jīng)過(guò)兩次填筑而成的。由于當(dāng)時(shí)筑壩技術(shù)較低并且碾壓質(zhì)量差，因此，斜墻的密實(shí)度較差，部分地段出現(xiàn)了較大程度的透水。在內(nèi)壩坡右側(cè)距壩軸約5～12m間段中產(chǎn)生了滲透破壞變形，壩體出現(xiàn)了塌陷（長(zhǎng)10m，寬8m），雖然后來(lái)對(duì)此段進(jìn)行了相應(yīng)的處理，但是斜墻部位和反濾料質(zhì)量較差的部分由于沒(méi)有處理仍然存在著不安全隱患。經(jīng)過(guò)水文地質(zhì)試驗(yàn)，粘土斜墻部位的透水性已經(jīng)超過(guò)了規(guī)程的要求值。

（處理方案選擇及施工）

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

為了不影響水庫(kù)正常蓄水，土工膜的施工安排在第二年3月初～5月底進(jìn)行，總工期92天。主要施工步驟是：拆除原護(hù)坡石→基礎(chǔ)開(kāi)挖→鋪膜壩面開(kāi)挖清理并夯實(shí)→防滑槽開(kāi)挖→周邊接合槽開(kāi)挖→鋪下墊層→土工膜鋪設(shè)、薄膜連接→鋪上墊層→回填防滑槽及保護(hù)層→周邊接合槽回填→鋪反濾過(guò)渡層→護(hù)坡支砌→檢查驗(yàn)收。

2.3 加筋土擋墻的應(yīng)用 極限平衡法和有限元法是目前加筋土擋墻設(shè)計(jì)的兩種類型。由于不能夠準(zhǔn)確協(xié)調(diào)的建立緊材和填土兩者之間的本構(gòu)關(guān)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(zhǔn)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(duì)比方法。

（加筋土墊層設(shè)計(jì)與施工）

采用圓弧法計(jì)算加筋墊層的抗深層滑動(dòng)，根據(jù)實(shí)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(guān)研究認(rèn)為，潛在的滑動(dòng)面在加筋后可能會(huì)往深處發(fā)展，受到局部限制以及地基中應(yīng)力分布的變化，地基土的側(cè)向位移也會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化，但在計(jì)算中沒(méi)有計(jì)入這些有利因素，因此分析方法有待改進(jìn)。

2.4 反濾方面的應(yīng)用 在水利工程中一定要注意水土流失的問(wèn)題，如果土粒過(guò)量的流失就會(huì)造成管涌和流土破壞，當(dāng)土中的水從細(xì)粒土流向粗粒土或從土內(nèi)向外溢出的時(shí)候，如果沒(méi)有反濾層的保護(hù)，土粒就會(huì)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(jìn)行鋪設(shè)，因此施工工藝相對(duì)而言比較復(fù)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(guò)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(guò)量流失而造成的破壞，同時(shí)還能達(dá)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(guān)鍵詞】土工織物 地基處理 性價(jià)比高

一、引言

新海大街位于遼寧（營(yíng)口）沿海產(chǎn)業(yè)基地一期產(chǎn)業(yè)區(qū)中部，道路全長(zhǎng)6471米。該工程地勢(shì)低洼平坦，路線所經(jīng)路段為營(yíng)口鹽業(yè)集團(tuán)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(zhì)亞黏土，粉砂等，強(qiáng)度較低。工程地質(zhì)條件對(duì)道路工程十分不利。本工程設(shè)計(jì)路基結(jié)構(gòu)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(guò)程概述

設(shè)計(jì)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(jī)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(shí)，使地基承載力達(dá)到一定的強(qiáng)度；檢測(cè)主要方法是路基彎沉值及灰土含量。項(xiàng)目部在研討之后編制施工方案，對(duì)路基的施工工藝進(jìn)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?yán)碚摲治?/p>

1.土工織物的特性

表征土工織物產(chǎn)品特性的主要指標(biāo)包括：產(chǎn)品形態(tài)、物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)、水理性質(zhì)、耐久性等。

1.1 產(chǎn)品形態(tài)

主要是指產(chǎn)品的材質(zhì)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(chǎn)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(zhì)

表征物理性質(zhì)的主要指標(biāo)有單位面積質(zhì)量、厚度、開(kāi)孔尺寸及均勻性。單位面積質(zhì)量通常是指土工織物每平方米的質(zhì)量，通常每平方米的質(zhì)量在0.1kg到1.0kg。應(yīng)用于軟土地基處理中一般為數(shù)百克。開(kāi)孔尺寸（等效孔徑）無(wú)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(xué)性質(zhì)

表征力學(xué)性質(zhì)的主要指標(biāo)有抗拉強(qiáng)度、斷裂時(shí)延伸率、撕裂強(qiáng)度、穿透強(qiáng)度、握持抗拉強(qiáng)度、頂破強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、徐變性、聚合物與土體間摩擦系數(shù)等。對(duì)于抗拉強(qiáng)度大部分常用的無(wú)紡型土工織物為10～30kN/m，高強(qiáng)度的為30～100kN/m。最常用的編織型土工織物為20～50kN/m，高強(qiáng)度的為50～100kN/m，個(gè)別的編織土工織物可達(dá)到100～1000kN/m。

1.4 水理性質(zhì)

土工織物的水理性質(zhì)主要用土工織物垂直向和水平向透水性來(lái)表征（即導(dǎo)水性）。大部分編織與熱粘型無(wú)紡?fù)凉た椢锏膶?dǎo)水性甚??；針刺無(wú)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(xué)侵蝕性、抗生物侵蝕性、抗磨性、抗溫度、凍融及干濕變化性?？估匣侵父叻肿硬牧霞庸?、貯存和使用過(guò)程中，由于受內(nèi)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(xué)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(xué)特征的變化，如比重、熔點(diǎn)、耐寒性和耐熱性等；（3）力學(xué)性能即抗拉強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率以及彈性等減小或喪失。

1.6 排水作用

利用某些內(nèi)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(nèi)部的排水通道迅速排出，還可使水經(jīng)過(guò)土工織物的平面迅速沿水平方向排走。構(gòu)成水平排水層，可加速軟土地基的排水固結(jié)。土工聚合物用于建造無(wú)集水管間排水盲溝、鋪設(shè)時(shí)先在開(kāi)挖好的槽內(nèi)鋪設(shè)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(kāi)，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(bǔ)償?shù)鼗锌辜魪?qiáng)度不足，防止由此可能導(dǎo)致的圓孤滑動(dòng)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(jié)。

1.8 設(shè)計(jì)計(jì)算

在軟土地基路基底與填土之間鋪設(shè)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(fù)荷擴(kuò)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(shè)土工織物后施工機(jī)械行駛方便，在填土預(yù)壓下還能起排水作用，從而加速排水固結(jié)和沉降穩(wěn)定。土工織物加筋復(fù)合地基的板限承載力公式可表達(dá)為（簡(jiǎn)化式）：

Pu=CNc+2TSinθ/B+βTNq/R

式中：C―土的內(nèi)聚力；

Nc―地基承載力；

T―土工織物的抗拉強(qiáng)度；

θ―基礎(chǔ)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(fù)合地基承載力；

R―地基變形當(dāng)量半層。

2.土工織物與荊笆的結(jié)合

結(jié)合新海大街施工特點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)回填料為甲方供應(yīng)，現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)采來(lái)的山皮石料規(guī)格較大，粒徑有的超過(guò)30cm，為了增加土工織物的承載能力，防止回填料壓壞鋪設(shè)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(jié)果和應(yīng)用

1.工程結(jié)果

典型施工共進(jìn)行200米，施工完成后對(duì)施工路段進(jìn)行彎沉檢測(cè)，結(jié)果彎沉值大多在50左右，在施工的200m路段沒(méi)有產(chǎn)生翻漿現(xiàn)象，路面平整，工程質(zhì)量?jī)?yōu)良。

2.工程推廣與應(yīng)用

2.1工期上的優(yōu)勢(shì)

新海大街全長(zhǎng)6741.82m，如采用設(shè)計(jì)方案進(jìn)行施工，全線開(kāi)挖大概在1m深左右，開(kāi)挖寬度20m，石灰粒料土回填量在13萬(wàn)方左右，我項(xiàng)目部在工程實(shí)踐中精心組織施工，投入9臺(tái)挖掘機(jī)進(jìn)行24小時(shí)作業(yè)，一個(gè)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(jī)；如改成土工織物結(jié)構(gòu)，則石灰粒料土的拌合工作可以省略，僅此一項(xiàng)可節(jié)省工期單臺(tái)挖掘機(jī)766個(gè)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(shì)

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

（26.4-20）*街道全長(zhǎng)*路基處理寬度=6.4*6741.82*20=86萬(wàn)元。

2.3工程的推廣

遼寧省營(yíng)口市沿海產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)基地在經(jīng)過(guò)對(duì)我項(xiàng)目部典型施工進(jìn)行考察研證后在沿海產(chǎn)業(yè)基地的二、三期施工開(kāi)發(fā)中大量采用了土工織物荊笆混合結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生了巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益；推動(dòng)了土工織物在我國(guó)東北地區(qū)的施工推廣。

參考文獻(xiàn)：

1.南京水利科學(xué)研究院主編《土工合成材料測(cè)試手冊(cè)》

2.朱詩(shī)鰲編著《土工織物應(yīng)用與計(jì)算》

第9篇：土工合成材料用途范文

關(guān)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(duì)分子質(zhì)量較高的化合物構(gòu)成的材料，例如橡膠、塑料、纖維、涂料、膠粘劑和高分子基復(fù)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(shì)，如下表所示：

二、高聚物材料在工程中的應(yīng)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(jìn)行傳輸排放。土工布常用于修建路面的排水設(shè)施、擋土墻、遂洞襯砌后排水系統(tǒng)。2、土工布鋪設(shè)在邊坡或堤岸上，水份順其平面滲透通過(guò)，實(shí)現(xiàn)土工布下土粒的穩(wěn)固性。3、土工布設(shè)置在兩種材料間，可防止因材料性質(zhì)不同而發(fā)生相互滲透或作用。土工布鋪設(shè)在路面基層與土基之間，中斷了土壤間毛細(xì)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(jié)構(gòu)層中后，可把荷載或應(yīng)力均勻擴(kuò)散在更大的面積范圍內(nèi)。土工布有助于軟基處理、修筑加筋擋土墻及橋臺(tái)、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(bǔ)瀝青路面、防止反射裂縫和車轍。5、土工布的防護(hù)性能可用于道路邊坡、泥石流和懸崖側(cè)建筑物障墻防沖、涵洞工程護(hù)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(kāi)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(yīng)，最后形成一個(gè)整體。其優(yōu)勢(shì)是高強(qiáng)度，良好的抗凍性、耐腐蝕性；其不足是耐熱性差，高溫時(shí)易分解，工藝設(shè)備復(fù)雜且成本高。其主要用于耐高壓容、原子反應(yīng)堆，海洋深處構(gòu)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(diào)配而成。聚合物硬化和水泥水化同時(shí)進(jìn)行，將礦質(zhì)集料結(jié)合為一體。其優(yōu)勢(shì)是形成強(qiáng)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(chǎng)實(shí)施制作。其主要用于防水或防蝕的混凝土結(jié)構(gòu)、修補(bǔ)混凝土結(jié)構(gòu)、工業(yè)廠房地面、灌漿工程，快速修復(fù)混凝土路面、機(jī)場(chǎng)道面、橋面鋪裝層等。

3、聚合物膠結(jié)混凝土是全部以聚合物為膠結(jié)材的混凝土，其聚合物常為各種樹(shù)脂或單體。聚合物膠結(jié)混凝土的優(yōu)勢(shì)是輕質(zhì)高強(qiáng)，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(zhì)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(bǔ)和嵌縫材料

裂縫修補(bǔ)和嵌縫材料是一種膠黏劑，用于修補(bǔ)水泥混凝土路面的裂縫、嵌縫結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的接縫。其具備較好的黏結(jié)力、拉伸率，低溫塑性、耐久性等。

1、環(huán)氧樹(shù)脂作為主要成分的修補(bǔ)材料，主要分為兩類：一種是縮水甘油基型環(huán)氧樹(shù)脂；另一種是環(huán)氧化烯烴。修補(bǔ)水泥混凝土路面大多使用的是縮水甘油基型。環(huán)氧樹(shù)脂不足之處是延伸低、脆性大、耐久性弱，所以必須對(duì)其進(jìn)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(jìn)而增強(qiáng)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(jìn)行固化彈性，其優(yōu)勢(shì)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(wú)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(bǔ)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(yù)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(shì)是戶外固化速度快，幾分鐘即可起效，經(jīng)過(guò)24至28小時(shí)達(dá)到最高抗拉強(qiáng)度，同時(shí)氣密性能好，可惜價(jià)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(shù)脂、增塑劑、填充料、穩(wěn)定劑等配制而成的黑色固體。使用時(shí)需加熱至130到140℃，采用填縫機(jī)進(jìn)行灌注，冷卻后成型。它具有良好的防水性、黏結(jié)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(jié)，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(diǎn)是具有良好的黏結(jié)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(zhì)的嵌縫材料，其優(yōu)點(diǎn)是低溫柔韌性好，耐150℃的高溫，耐腐蝕，可惜價(jià)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(xì)小、多孔、暴露表面的接縫，但是價(jià)格偏高。

（四）膨脹支座和彈性支座