土工合成材料用途精选(九篇)

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第1篇：土工合成材料用途范文

关键词：土工合成材料公路工程应用

中图分类号：X734文献标识码： A

1．概述

土工合成材料作为一种相对新型的施工材料， 已经在欧美等发达国家得到了很成功的应用，目前在铁路、公路、建筑工程中也都得到了很广泛的应用。在公路工程中，土工合成材料通常会被应用于填挖交界处、排水、地基处理、防护以及加筋等重要的隐蔽工程上，而且取得了非常显著的效果。它具有造价低、适用性强、耐久性强，强度高以及耐腐蚀性强等优点。不仅在公路工程行业，而且在水利、铁道、岩土等工程等行业都到了广泛应用。

2．土工合成材料的种类

土工合成材料根据材质和特征的不同，目前可分为以下几中类型：

3 土工合成材料的功能

3.1隔离功能 土工合成材料将两种不同的建筑材料隔开来，也可把相同材料的不同粒径的材料隔开，避免两种材料相互混杂，或者受到外部作用力的时候不至于流失，能够保证所使用建筑材料的整体结构和功能。

3.2防护功能 当外部有比较集中的应力作用到土体上的时候，土工合成材料可以将应力从一种材料传递到另一种材料，从而起到减轻和分解的作用。防护功能主要有两种情况，一种是冲刷防护，另一种是坡面防护。

3.3 滤层功能 土工材料能够使土壤中的液体排出的同时，还可以防止在渗透力作用下的土或者其他颗粒流失，从而引起路基的不稳定性。

3.4排水功能 较厚的土工合成材料能够将土壤中的水分凝聚起来，通过材料的空隙沿着材料流出。

3.5加筋功能 主要是利用土工合成材料的抗拉性来改善土层的力学性能，将材料埋置在土体中，可增强地基的承载力，土基的整体受力，提高路基的整体强度和稳定性，从而能够起到加固路基，稳定土基的作用，土工格栅，由于土粒嵌入格橱孔口之内，产生较大的摩擦力，从而提高土体的强度。

3.6防渗功能 在公路工程施工过程中，土工合成材料由于它具有特殊的结构性能，可以按照工程的需要制成各种层厚，防渗性能也相当明显，在碎石层和路基之间加铺一层防渗土工合成材料，可以有效的起到隔离水份的作用。

4 土工合成材料在公路工程的应用

4.1用于道路面层与基层之间的柔性路面结构层 高等级公路要求“强基薄面”，将高模量的土工合成材料置于路面结构层中，可增大路面结构层的抗拉强度，减薄路面结构层的厚度，保持路面的结构完整性。

4.2用于临时道路 许多林区、海港、油田及一些军用的临时道路要通过水文地质条件不良的地区，采用避绕的方法需延长线路增大投资。将土工合成材料铺设在软弱的地基上，利用其良好的抗拉强度和变形特性，避免其上部的填料在荷载作用下与地基土相混淆，同时约束填料的侧向移动，保证填料层的相对刚度，将上覆荷载扩散到较大面积的地基上，减少地基所需承受的压力。临时道路完成使命后，由于软弱地基土工合成材料的隔离作用其上的填料可回收再用。

4.3用于排水 用软式透水管水平打人路堑边坡中，排除边坡内积水，将其铺设于道路中央分隔带中，进行分隔带排水。

4.4用于植被防护 用三维土工网垫进行路堤(堑)边坡的植被防护，也可将其铺在河岸、水库、池塘岸坡上防止边坡被冲刷，或利用土工织物袋装砂石及土工膜袋作护坡。

4.5用于护坡 用土工格栅和复合加筋带构筑加筋土挡墙和桥台或加陡路堤边坡，增强稳定性，也用于路堤边坡加强层。

4.6调节刚度 用土工格栅和土工网铺设于桥头、填挖交界处、新老路基结合部位，以谓节桥梁到路基的刚度，减小冲击力，防止桥头跳车及错台。

4.7用于软土路基加固处理 用塑料排水板代替砂井以加速软土地基的固结，提高地基承载力。或用土工织物、土工格栅、土工网结合碎石或砂砾垫层铺设于软土地基和路堤之间，利用其抗拉强度加筋软基路堤，保证路堤的稳定性。

4.8用于处理膨胀土和湿陷性路基 用不透水的土工膜作封闭层，使路基土含水量不发生大的变化。

4.9用土工膜铺设于冻融翻浆路段，保持温度稳定减小路基冻害，治理道路翻浆。

4.10用纤维土(土工材料聚酯丝和无粘性土混合)建造陡坡路基和挡墙，法国及英国道路中于70年代末就有先例。

4.11用超轻质填料(聚苯乙烯块EPS)筑路堤，铺在桥台和引堤交接处，以减小地基荷载，防止堤身出现过度沉降和沉降差，以及桥台和引堤交接处错台。

5 结束语

土工合成材料在我国公路工程中的应用时间虽然很短，但由于其施工方便、造价低廉、效果明显、技术可行等优点，因而得到了迅速的发展，已大量应用于路桥工程的各种场合。材料也从单一的土工织物发展到采用具有较高强度和模量的土工格栅、土工网和复合土工织物、玻纤网及土工垫的应用数量也在逐年增加。

参考文献：

[1]王银河， 江志超. 公路施工中土工合成材料应用的探讨[J].中国新技术新产品， 2012，（3）： 45.

[2] 尚福涛. 土工合成材料在公路软基中的应用技术探讨[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：伴随着我国对于科学技术的发明与发展，国内的土木建筑工程中涌出了大量的新发明，并投入到了使用当中，为我国的土木建筑工程作出了巨大的贡献。

在众多的新材料的发明使用中，纤维复合材料作为土木建筑工程中应用的材料，有着很好的性能，有着很强的抗腐蚀性，同时，本身的质量很轻，但强度却很

大，能够抵抗很大的压力，因此，纤维复合材料逐渐替代了传统的建筑材料。本文主要分析了纤维复合材料的优势及纤维复合材料在土木建筑工程中的应用情

况。

关键词：土木建筑；纤维复合材料；应用分析

土木建筑业作为我国重要产业之一，为我国的社会经济发展起着很大

的作用，同时也是人们生活空间的基础，只有不断地改进与创新，才能满

足不同时代下人们对于生活空间质量的需求。纤维复合材料是一种新型的

建筑材料，有着承重大、质量轻、强度高等特点，同时，能够顺应时代的

发展，符合生态文明建设的理念，使用成本低，节约能源，具有绿色环保

的性能，对于土木建筑工程的发展有着很重要的意义。因此，纤维复合材

料逐渐得到土木建筑工程的广泛应用。

一、纤维复合材料在土木建筑的优势

纤维复合材料具有可设计性，较高的比强度和比刚度，抗疾劳性、抗

化学反应及抗腐蚀性良好的抗震性等。纤维复合材料之所以能够在土木建

筑中得到广泛使用，与其自身的材料优势有着密不可分的关系。

(一)纤维复合材料有着较强的应用性

纤维复合材料由于兼顾基体材料和增强材料的材料优势，因此其性能

既能够保持原有材料的某些特性，又能够将组合材料的材料优势充分发挥

出来，这种材料特性使得纤维复合材料与其他单一建筑材料相比，有着极

为广泛的应用范畴，因此能够在很大程度上满足各类土木建筑结构的设计

要求，满足土木建筑项目的建筑要求。

(二)纤维复合材料较强的抗疲劳性与耐久性

一般来说金属的疲劳强度为拉伸强度的40%～50%，而纤维复合材料

的疲劳强度则为其拉伸强度的70%～80%，因此纤维复合材料有着更高的

抗疲劳性，在土木建筑当中会表现出更好的建筑性能，满足土木建筑的设

计要求，提升建筑项目的质量与水平。传统建筑材料，例如钢筋，其易与

空气发生化学反应，造成建材耐久性与使用性能的降低，使得土木建筑难

以发挥应有的作用，而绝大部分纤维复合材料具有较强的抗氧化性能，材

料性质较为稳定，有着较强的使用寿命，可有效提升木土建筑的耐久性。

二、纤维复合材料的应用原则

（一）科学性原则

只有从科学的角度进行对土木建筑设计的规划，从纤维复合材料性质、

土木建筑建设流程的制定以及生产硬件与软件构成式等多个方面进行细致

而全面的考量，才能够最大限度保证纤维复合材料在土木建筑中的应用能

够满足土木建筑项目生产实践的要求，只有在科学精神、科学手段、科学

理念的指导下，才能够以现有的技术条件为基础，进行纤维复合材料在土

木建筑中高效应用的科学探索与研究。

（二）易操作原则

由于土木建设项目大多位于城市边缘或者郊区，其操作环境较为简陋，

难以实现土木建筑项目中纤维复合材料的细致处理与操作。因此为了适应

这一现实状况，就要尽可能增加土木建筑项目中纤维复合材料使用方案中

的容错率，减少外部环境对纤维复合材料使用实践活动的影响。同时由于

从事土木建筑实践活动的工作人员专业水平不足，而大多数土木建筑建设

工作又由他们承担，因此纤维复合材料使用方案必须进行简化处理，降低

操作的难度，使得在较短时间内，可以进行批量操作，满足土木建设工程

设计规划的要求，保证土木建设开发项目进行的速率，使纤维复合材料使

用方案在实践中顺利完成。

（三）实用性原则

土木建设项目作为一项重要的人类活动，经历了从无到有，从小到大

的过程，而这一过程的实现就需要雄厚资金的支持。从实际来看，资金的

稳定供应与否能够直接影响到土木建筑项目的质量与水平，因此纤维复合

材料在土木建筑中的应用必须要遵循实用性的原则，最大限度减少纤维复

合材料使用方面的成本投入，从而能够将更多的资金利用于其他方面，保

证土木建设项目的顺利进行。

三、常用的纤维复合材料及其应用

（一）混凝土型纤维复合材料的应用

在传统的使用材料中，水泥的承重力小，而混凝土会容易受到环境中

的因素影响发生腐蚀现象，且抗拉力强度。纤维材料通过多种材料合集的

结合，通过各自的特性，形成高抗压性、高强度、高抗腐蚀性等复合型材

料。因而可以根据建筑的不同需求进行相应的调配，使用相应的复合材料，

使其更加满足工程的需要。例如C 纤维增强混凝等，通过其防水性能、机

械性能、抗腐蚀性等的提高，使其适合应用到物建筑工程中。与此同时，

它还有吸收震动波的性能，有很好的抗震性，更加适用于各种建筑工程中

的应用。

（二）纤维聚合物筋

纤维聚合物筋是由纤维通过特殊的工艺拉挤处理后形成的一种复合材

料，有着很大的强度和抗压性能，常见的有碳纤维纤维聚合物筋和芳纶纤

维纤维聚合物筋。因其特有的性质，可以钢筋的使用，应用到新建和

预应力混凝土结构中，使得土木工程的结构更加稳定，同时，也可应用到

建设建筑、维修建筑等方面工作中。

（三）智能型纤维复合材料

随着不断地发展，多功能型的建筑不断被建立，对于建筑工程中使用

的材料要求也越来越严格，为了很好的顺应建筑业的发展，智能型纤维复

合材料逐渐发明并投入使用。目前，智能型纤维复合材料主要有以下几：

第一，屏蔽磁场水泥基复合材料，智能纤维材料可以有效的屏蔽电磁波对

于建筑物内的干扰，解决电磁波干扰所带来的各种问题，弥补了传统材料

的不足，使建筑的施工更加顺利。第二，水泥基屏蔽电磁波复合材料，通

过加入碳纤、铝纤维和钢纤维三种材料，使水泥基体具有了屏蔽电磁波的

性能，进而使其应用到了交通导航系统中，增加了混凝土的使用功能。第

三，等温差水泥基复合材料，将碳纤维的性能与混凝土的性能相融合，进

而增加混凝土的整体功能，利用其更多的性能，使其投入到建筑温度的检

测和电力情况的检测工作中，最终给将于建筑提供了电能。第四，导电水

泥混凝土，即在混凝土中加入导电纤维，使其具有一定的导电性，进而使

混凝土的抗损伤力有所增加，同时，能够使建筑更安全更耐用，延长其使

用寿命。在实际工程中，具有可以除掉建筑物的静电的作用，下雪时，也

可以在一定程度上融化路面上的雪。除此之外，还有多种智能型复合材料，

需要我们不断研究与开发，不断地加入到土木建筑的应用中，推进我国建

筑工程业的发展。

（四）结构补强材料

结构补强材料通常应用到土木工程中纤维片的修补过程中，减少建筑

的安全隐患，弥补其不足。同时，因结构补强材料具有质密轻的特点，使

得其易于施工，减低了施工的繁琐性，缩短了土木工程的工期，节省了施

工时间，受到业内人士的喜欢。

综上所述，纤维复合材料的有效应用在保证建筑企业发展速度与规模

的同时，也保证了开发建设项目的质量，其从建筑层面促进了我国经济的

进一步发展，保证了我国城市化进程的深度与广度。

参考文献

[1]冯鹏.复合材料在土木工程中的发展与应用[J].玻璃钢/复合材料,2014,09

[2]刘彬.浅谈土木工程中碳纤维复合材料的应用[J].门窗,2014,11

[3]葛自力.土木工程中碳纤维复合材料的运用研究[J].当代化工,2015,01

第3篇：土工合成材料用途范文

【关键词】土木工程；FRP复合材料；应用

中图分类号： TB33 文献标识码： A

前言

目前由于土建工程的不断壮大，土建工程中施工技术水平的提高，尤其FRP复合材料运用的问题得到了人们的广泛关注。虽然我国在此技术上有所完善和进步，但是仍然存在一些问题和不足需要改进。在建设社会主义和谐社会的新时期，进一步加强土木工程的FRP复合材料技术，保证施工中的安全质量，是促进土木工程发展的一个重要环节。

二、FRP复合材料基本性质简介

1、FRP是由多股连续纤维，如玻璃纤维、碳纤维及阿拉米德纤维等，采用基底材料胶合后，经过特制的模具挤压、拉拔而成型。常见的FRP包括玻璃纤维增强塑料、碳纤维增强塑料和阿拉米德纤维增强塑料等。不同的纤维化学成分不同，力学性能也有较大差别，相应FRP的力学性质表现出很大的差异。

2、FRP的主要特点有：

（1）抗拉强度高。三种FRP的抗拉强度均明显超过了钢筋，与高强钢丝差不多，且在达到抗拉强度之前，几乎没有塑性变形产生。

（2）抗腐蚀性和耐久性好。与钢材相比，FRP均具有很好的抗腐蚀性和耐久性，因而可提高结构使用寿命，尤其用于腐蚀性较大的环境效果更为显著。

（3）自重轻，施工方便。FRP密度仅为钢材的25%左右，这样，当建筑结构中采用FRP时，施工非常方便，可降低劳动力费用。当用于旧有结构的维修加固时效果更为明显。

（4）热膨胀系数与混凝土相近。这样当环境温度发生变化时，FRP与混凝土协同工作，两者间不会产生大的温度应力。

（5）弹性模量小。FRP的弹性模量约为普通钢筋的25%~70%，这样，FRP混凝土结构的挠度较大和裂缝开展较宽将不可避免。

（6）抗剪强度低。FRP抗剪强度很低，通常不超过其抗拉强度的10%左右，在将FRP用作预应力筋以及进行FRP的材性试验时，相应的锚、夹具需专门研制。

（7）材料较为昂贵。由于FRP的生产制作工艺较复杂，一般需采用专门的长线挤压台座才能完成。

通常，FRP筋中纤维含量为70%~80%，树脂占20%~30%，纤维含量愈高，FRP强度愈高，但挤压成型时愈困难。以9mm直径的FRP为例，其中包含了约12万根的连续纤维。

三、FRP在土木工程中的关键技术及应用

绝大多数修复工作包括对由于地震和其他自然灾害造成的损坏及结构老化的修补组成。由于环境、设计不周、建筑质量低劣，需要对建筑结构进行加固，且这种处理方式可以满足当前的设计与使用要求。因此，近二十年，结构修补与加固在世界范围内引起了极大的关注。最近试验和分析研究表明：利用 FRP复合材料来修复现有的结构比传统方式更节省成本、更能缩短时间且更容易施工。

历史上，复合材料首先应用于钢筋混凝土（RC）桥梁的弯曲加固，应用于钢筋混凝土（RC）立柱和无钢筋砌筑墙抗震的加强。

1、关键的材料技术

（1）高性能FRP复合材料改性技术研究FRP复合材料与土木工程常用建筑钢材相比具有高强、轻质、耐久、耐疲劳、易施工与可设计等诸多优点，不同的FRP复合材料与传统建筑钢材相比有不同的特点但也有一定的弱点，如与钢材相比，其韧性差，破断延伸率较低(钢材破断延伸率约为15.0%一26.0%，而CFRP为1.5% , AFRP为1.5%一2.0% , GFRP为2.5%一3.0%的破断延伸率)，破坏时没有屈服台阶.土木结构对材料韧性的基本要求是2.5%一3.0%.所以，CFRP和AFRP的强度高，但韧性差.GFRP可以满足韧性要求，但模量和强度低，这就使得其在土木工程中的应用效果大大降低.因此，如何通过对各有特点的不同纤维材料的复合改性，使其具有高性能(高强、高模、高耐久性及良好的韧性等)同时又具有低成本、良好的环境亲和性，是影响现有高性能FRP复合材料在现代土木工程中应用的关键材料技术问题.该问题一旦获得解决，将会给现代土木工程材料技术带来革命性的变革，也会为复合材料领域带来一个巨大的潜在市场与更大的发展机遇。

（2）高性能FRP复合材料。关键配套材料和设备研究开发由于土木工程用FRP复合材料形式是多种多样的，其应用环境、应用方法也多种多样.因此，仅仅解决FRP复合材料改性技术，并生产出适合于土木工程应用特点的材料还不够，还必须解决其配套的关键材料与设备技术问题.主要包括以下两方面内容:特种粘贴树脂基体结构设计及材料合成技术;高性能FRP复合材料筋/索锚具及预应力张拉设备研制.

2、关键的设计技术

（1）新的工程力学分支―复合材料力学。由于材料的非匀质，由复合材料制成的板、壳及薄壁杆件的力学性能不同于传统材料制成的结构构件.因此基于匀质材料的经典弹塑性力学及板壳理论，不适用于分析复合材料结构构件.最典型的例子是复合材料可能出现弯拉藕合( Bending Stretching Coupling)、弯翘藕合(Bending-Twisting Coupling)及拉剪藕合(Stretching-Shear Coupling)。

例如，板在平面应力作用下会产生平面外弯曲及翘曲.正是这些不同的力学性能给学术界提出挑战，并产生新的工程力学分支―复合材料力学.从70年代开始，在美国国家宇航局(NASA)的资助下，越来越多的工程力学界学者转向复合材料力学研究，至今已经出现许多激动人心的学术成果.

（2）设计参数的选择。尽管复合材料具有如此多的优点，但在工业界中的应用还仅限于航天、航空、汽车及造船领域，在土木工程中还鲜有应用.限制复合材料广泛应用的原因除了采用复合材料的结构造价昂贵外，另一个原因是设计的复杂性，和传统材料结构相比，复合材料结构设计参数非常多.例如，设计一块承重板，采用传统的匀质材料，设计参数主要有拟选用材料的类型及板的厚度;而采用复合材料叠合板结构(Laminated Plate)，需要确定的设计参数有加强筋的材料类型、基质的材料类型、板的厚度薄层板的数量，各薄层板中纤维方向等.这些设计参数必须仔细选择，不同的设计参数组合可以导致结构力学性能的极大差别.

（3）快速有效的优化设计。由于复合材料结构造价昂贵，在设计过程中必须考虑优化，以降低结构自重，减少材料用量.而如前所述，复合材料结构设计变量多，优化搜寻次数多，特别是当几何尺寸变量变化时，有限元模型(几何形状，网格划分)必须重新建立，使优化设计成为非常冗长复杂的过程.因此如何快速有效地进行优化设计成为学术研究的重要课题，华侨大学在这方面作了一些有益的前期工作，一个直接可行的方法就是在详细设计前，进行初步设计，并且采用简化方法进行分析，以避开复杂的有限元计算.从而，得到较接近优化设计的初步设计方案，减少详细设计中的优化搜寻次数，因而大大减轻详细设计的工作量和难度。

（4） FRP复合材料加固补强设计方法。采用FRP复合材料对已有结构进行加固补强，应充分考虑其材料的差异、工艺的差异，以及环境的影响。

四、FRP复合材料在土木工程中的展望

FRP复合材料具有轻质、高强、耐腐蚀等多种优点,作为结构加固补强材料具有巨大优势。FRP加固技术在民用建筑、工业厂房、桥梁以及地铁隧道等结构加固中都具有非常广阔的发展应用前景。

我国对FRP加固修复工程结构技术的研究和应用虽取得了一定成果,笔者认为,仍需要在以下方面进行深入研究:(1)加固时应充分考虑FRP材料的差异、工艺的差异以及环境等的影响；(2)加强FRP材料及结构耐久性及疲劳性能研究；(3)深入研究FRP的性能,加快FRP材料的国产化进程,努力开发FRP的应用潜力；(4)加快FRP加固工程技术规范与标准的制定等。

五、结束语

通过对FRP复合材料及其在土木工程中的应用研究的问题分析，进一步明确了FRP复合材料在土木工程中的应用方向。因此，在土木工程中的后续发展中，要不断提高FRP复合材料技术的研究，促进土木工程的进一步发展。

参考文献

[1]叶列平，冯鹏 FRP在工程结构中的应用与发展 土木工程学报 2006年

第4篇：土工合成材料用途范文

关键词 水利工程；土工合成材料；施工

中图分类号TV5 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）92-0181-02

1 土工合成材料简介

土工合成材料是以合成纤维、塑料、合成橡胶等聚合物以及玻璃纤维为原料制成的产品，具有防渗、过滤、排水、防护、隔离、加筋和加固等多种功能。自问世以来，发展非常迅速。经工程实践证明，将土工合成材料放在各土体之间，可以起到很好的加强土体的作用，在公路、铁路、水利等工程建设中得到了很好的应用。其类型主要有：土工织物，土工薄膜，复合土工织物及复合土工薄膜等。目前在水利工程中大量使用的土工合成材料大多是土工织物、土工膜、土工复合材料等，

2 水利工程中土工合成材料的应用

2.1防渗作用

渠道防渗常采用复合土工膜进行渠道防渗衬砌，防渗是防止流体渗透流失的作用。在水利工程中需要进行大量蓄水以及引水等水利工程建设，这些建筑施工中如何进行防渗处理一直是施工中国的难点所在。土工合成材料出现以来，我们发现其具有良好的防渗效果，可以用来进行水利工程建筑的防渗处理。土工合成材料的防渗效果取决于其物理力学指标，土木合成材料大多由弱透水材料构成，主要是土工膜和复合土工膜。二者的物理特性在于防止气体挥发和建筑物渗水。一般而言，土木合成材料的防渗处理大多应用在土石坝上游坝面防渗，做法是将水库中水放净，然后在混凝土坝的上游粘贴土工膜，为了对土工膜进行稳固，还要设置一些钢槽来夹住土工膜。随着施工技术的不断改进和提高，现在已经对该工艺进行改进了，利用一些土木网格，用来粘贴土工膜，这样即使水渗过土工膜，也会被土木网格所收集，进一步加强了土木合成材料的防渗作用。当然，这只是土木合成材料防渗的一个方面，还可以将其应用于浆砌石坝或碾压混凝土坝的上游坝面防渗以及渠道防渗等。

2.2防护作用

水利建设中，经常发现堤坡和岸坡被破坏的现象，对水利设施的安全带来巨大隐患，这些破坏行为的发生有大自然的破坏作用，也有人类经济活动带来的损害。为了加强堤坡和岸坡的保护，一直以来，我们采用各种办法，例如可以建设岸坡防护，通过岸坡防护来缓解水流的冲刷和破坏，还可以采用柴排、石笼、或打桩护坡等方法来进行保护。但从实践来看，效果并不十分明显，这些防护措施持久性差，经常需要维护和更新，不仅造成工程维护成本大幅增加，也不利于保护效果。为此，我们可以利用土工合成材料的优势，来进行堤坡和岸坡保护。做法很简单，就是在在被保护的土面上覆一层土工织物，为了防止土工织物发生移动，可以找一些重物压在上面，由于土工织物有良好反滤性能，因此可以有效的防止水流冲刷对堤坡和岸坡的破坏作用，这种方法不仅简单易行，而且造价便宜，也不需要进场进行维修和维护，是一种理想的施工措施。

2.3排水作用

土工材料不仅具有防渗、隔离以及防护作用，还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体中形成一条通道，土体中的水流可以沿着这条通道流到外面去，这种排水作用主要用于土坝内部垂直或水平排水、土坝或土堤中的防渗土工膜后面或混凝土护面下部的排水。

3 水利工程中土工合成材料的铺设施工

防渗土工合成材料因铺设结构形式的不同，其施工工艺和铺设技术也不尽相同。例如斜墙上土工合成材料的铺设：1）土工合成材料铺设前，应按施工图纸要求完成支持层施工，土工膜铺设前先进行下垫层施工，支持层应碾压密实，坡面平整；2）开挖基础锚固槽和坡面防滑槽，其断面尺寸应符合施工图纸的规定；3）对基础锚固槽、坡面防滑槽和坝坡坡面进行清理和验收后，由上向下滚铺卷材，铺设应平顺，松紧适度，预留大约 1%的余幅，以免受拉破坏；4）铺设过程中，作业人员不得穿硬底皮鞋及带钉鞋。不准在土工合成材料上卸放护坡块体，不准用带尖头的撬动工具，不准进行可能引起土工合成材料损坏的施工作业；5）土工合成材料与基础及支持层之间应压平贴紧，避免架空。对易产生架空现象的坝面马道部位可设置水平槽。

再例如心墙土工合成材料铺设：1）中央防渗的土工膜和复合土工膜应和坝体填筑同时进行，按“之”字形铺设。其具体折皱高度和折皱角度应满足施工图纸要求；2）若沿坝轴线方向设有伸缩节、并采用单一土工隔膜时，应在隔膜两侧加细颗粒料或加土工织物；3）回填两侧砂砾石料时，得用振动碾压。在距土工膜50cm～100cm范围内只能用小型设备压实。

土工膜与周边连接施工时，土工膜应通过锚固槽与河床或岸坡的不透水基岩紧密连接，顶部应锚固于防浪墙的混凝土中，以形成整体防渗。其锚固长度应符合施工图纸的要求；2）土工膜与周边的连接形式应符合施工图纸的要求。土工膜与下部混凝土防渗墙连接时，土工膜应直接埋入防渗墙混凝土内。与岸坡基岩或混凝土建筑物连接，可直接锚在基岩或混凝土面上，或埋入混凝土齿墙内，并同时在岸坡附近设伸缩节。当土工膜用于斜墙防渗时，应在铺设好的土工膜上进行保护层施工。保护层的形式应符合施工图纸的要求。混凝土或石料的保护层铺设应处理好基础，保证保护层不会滑动；土料保护层、应自下而上分层填筑，铺料厚度和压实干密度应满足施工图纸的要求。每层土工合成材料被回填覆盖前，承包人应会同监理人按工程隐蔽部位的验收要求，对土工合成材料防渗体施工质量进行以下项目的检验和验收：1）每层土工合成材料被覆盖前，采用目测或用真空法、充气法检查有无漏接，接缝烫损和折皱等缺陷；2）进行拉伸强度试验，要求接缝处强度不低于母材的80%，且试件断裂不得在接缝处，防止接缝不合格。

总的来讲，水利工程中广泛的应用着土工合成材料，今后我们要在工程实践中，不断摸索和探讨土工合成材料使用方式和手段，将土木合成材料的作用发挥到最大。

参考文献

第5篇：土工合成材料用途范文

关键词：土工合成材料；加固；软土地基；应用

中图分类号： TU441 文献标识码： A

土工合成材料是应用于岩土工程的、以合成材料为原材料制成的各种产品的统称。土工合成材料的原材料是高分子聚合物，他们是由煤、石油、天然气或石灰石中提炼出来的化学物质制成，再进一步加工成纤维或合成材料片材，最后制成各种产品。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。目前被广泛应用与软土地基处理中。

1 土工合成材料的种类

土工合成材料分为以下四大类：土工织物、土工膜、土工复合材料和土工特种材料。

1.1土工织物

是一种透水性材料。根据制造工艺不同，可分为有纺型土工织物、编织型土工织物、无纺型土工织物。

1.2土工膜

是一种基本不透水的材料。根据原材料不同，可分为聚合物和沥青两大类。为满足不同强度和变形需要，又有不加筋和加筋的区分。

1.3土工复合材料

是两种或两种以上的土工合成材料组合在一起的制品。这类制品将各组合料的特性想相结合，以满足工程的特定需要。常见的种类有复合土工膜、塑料排水带、软式排水管等。

1.4土工特种材料

是为工程特定需要而生产的产品，品种多，常见的种类有土工格栅、土工网、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标一般可分为物理性能指标、力学性能指标、水力性能指标、土工合成材料与土相互作用指标及耐久性指标。

2.1 物理性能指标

物理性能的主要指标有单位面积质量、厚度、孔隙率。单位面积质量通常是指土工织物每平方米的质量。厚度是指土工织物在2kPa法向压力下，其顶面与底面之间的距离。孔隙率定义为非织造土工织物所含孔隙体积与总体积之比。

2.2 力学性能指标

力学性能的主要指标有抗压强度、断裂时延伸率、撕裂强度、穿透强度、握持抗拉强度、顶破强苏、疲劳强度、徐变性、聚合物与土体间摩擦系数等。其中抗拉强度是主要指标。

2.3 水力性能指标

水力性能指标主要为等效孔径和渗透系数，是土工织物两个很重要的特性指标，是反滤和排水功能中的重要指标。

2.4 土工合成材料与土相互作用性能指标

土工合成材料与土相互作用性能指标包括土―织物界面摩擦系数、土―织物渗透特性。

2.5 耐久性能指标

耐久性能指标主要有耐磨、抗紫外线、抗生物、抗化学、抗大气环境等多种指标。

3 作用机理

土工织物在加固软土地基中具有反滤、排水、防护、加筋、隔离等功能。

3.1反滤。土工织物具有细小的孔隙通道，将其置于土体表面或相邻土层之间，水可通过织物，而土粒被阻挡住，从而避免土粒过量流失而造成的土体破坏及由于孔隙水压力升高而造成的土体失稳。

3.2排水。有些土工织物可在土体中形成排水通道，把土体的水分汇集起来，沿着材料的平面排出土体外。较厚的针刺无纺土工布和一些具有较多孔隙的复合土工布都可以起排水作用。目前在港口工程中已广泛使用。

3.3防护。用土工织物填充袋筑堤、用土工网石笼护坡棱体、用土工织物软体排护坡、固滩等可起到防护作用。

3.4加筋。所谓加筋，即讲土工织物按照一定的方式埋入土中，使土工织物与土之间良好地结合，可扩散土体应力，传递拉应力，增强土体与筋材之间的摩擦力并限制土体侧向位移，增加土体的抗剪强度，从而提高土体及有关建筑物的稳定性。

4 土工合成材料在加固软土地基中的应用

土工合成材料加固软土地基，有两种作用：一是起加筋补偿作用，提高软土地基的承载力。二是起排水固结作用，加速软土地基排水固结。地基加筋补强宜选用强度较高、延伸率较小的机织土工织物或土工栅格；加速地基排水固结宜选用塑料排水带或袋装砂井。

4.1 加筋补强作用

机织土工织物或土工栅格对软土的加筋补强作用主要体现在水平加筋上。复合地基中，机织土工织物或土工栅格主要处于受拉状态下，在产生拉伸应力的同时，对土体产生了一个类似于侧向约束压力的作用，使得复合土体具有较高的抗剪强度和变形模量。也就是说由于机织土工织物或土工栅格有较高的强度和韧性等力学特性，且能紧贴于地基表面，使其上部施加的荷载能均匀分布在地层中。当地基可能产生剪切破坏时，铺设的机织土工织物或栅格将阻止破坏面的出现，从而提高地基承载力。当受到集中荷载作用时，在较大的荷载作用下，高弹性模量的土工织物受力后将产生一部分垂直分力，抵消部分荷载。

4.2 排水固结作用

塑料排水带或袋装砂井内部具有排水通道间，具有良好的三维透水性，能使水沿内部的排水通道迅速流出，还可使水经过它们的平面迅速沿水平方向排走。构成水平排水层土工织物与其它排水材料（塑料排水板）共同构成的排水系统，可加速软土地基的排水固结，提高地基承载力等。

5 设计检算

5.1 稳定性验算

根据软土层分布情况不同，稳定性验算分为：深层圆弧滑动破坏、浅层平面滑动破坏和路堤整体滑动破坏。

5.1.1 深层圆弧滑动破坏

深层圆弧滑动破坏：当软土层较厚，土坡失稳可能是沿某一圆弧面滑动的，深层抗滑稳定一般采用传统的圆弧条分法检算。

注意：在采用一层以上加筋材料时，每二层间应铺一定厚度的透水材料。

5.1.2 浅层平面滑动破坏

当软土层较薄，其下为硬层，则上述滑动圆弧不易切入下卧硬层，因而可能产生浅层的平面滑动。浅层滑动可能有三种形式：一是土坡的一部分沿加筋材的顶面滑动；二是土坡的一部分连同部分软土沿下卧硬层的顶面滑动；三是加筋材底面与下卧顶面间的部分软土被挤出。三种形式中给出最小安全系数的一种是最可能发生滑动的情况。平面滑动验算采用一般的极限平衡法求取安全系数，这里不再赘述。

5.1.3 路堤整体滑动破坏

路堤整体滑动破坏的情况就是滑动圆弧在土工织物铺设范围以外产生滑动。此时就是在稳定性验算中没有土工织物的拉力P产生的稳定力矩。

注意：计算中应保证加筋材料不被拉断，才能发挥加筋的作用。并且根据经验，要求加筋材顶面的摩阻力的大小不能超过加筋材料在下列应变时的抗拉力。

5.2 复合地基承载力计算

第6篇：土工合成材料用途范文

关键词：加筋；土工合成材料；使用

中图分类号： TU472 文献标识码： A 文章编号：

加筋类土工合成材料是在土体中与周围的物质相接触的，因此，有一些特殊的破坏形式也是与它们之间的相互作用机理相关的。也就是说，土工合成材料是与三维结构相结合的，许多使用了土工合成材料的结构物的破坏形式是由于二维土工合成材料和三维结构物之间的相互作用引起的。如果加筋材料不能起到其应有的加筋功能，那么其事故的结构形式基本与土的结构破坏形式相同。

1、加筋土坡表层的不稳定性

这是加筋垫层间分离作用的一个迹象。也就是发生在土工合成材料加筋层之间的加筋土坡层的局部不稳定性。在加筋土结构中，这里可能是加筋材料没有对土的特性产生影响的部位，平面加筋筋材对土体的影响部位与立体加筋筋材相比，立体加筋筋材对土体的影响部位要大的多，就是说对被加筋的土体的失稳控制要强有力的多。相对于平面加筋筋材来讲，在土体中没有加筋的大部分区域，土的特性并没有因加筋材料的加筋作用而改变。所以，在这些部位，所表现出来的仍是没有加筋土的破坏形式。例：尤其是在高填方领域，随着填土高度的增加，土体的失稳破坏就会增大，平面筋材在一定填土高度内是安全的，但随着填土高度的增加，筋材与土体累计接触面在被加筋土体中越来越小，因此随着填土高度的增加，使用平面筋材加筋的风险系数增大，这种高填方使用筋材加筋路堤的破坏，近年来在逐渐增加。例广东的汕梅高速公路西关坳高边坡93米，是广东高速公路最高边坡，虽然采用了加筋处理，但仍然在施工后期发生开裂，差一点造成重大质量事故。同时，在选择筋材时，也要考虑当地的土质情况，如果属于松散、黏结强度不高的粉性土质，应考虑采用立面的加筋筋材会更安全、可靠。

以上的这个例子显示，使用加筋材料的工程师应依据每个工程的特定岩土及修筑方案的情况，详细考虑在岩土工程中熟知的影响土坡及土体稳定性的力。这些力在任何时候、任何部位都需被考虑并赋予一定的安全系数值。在一些较为特殊的修筑领域，对加筋材料的选择上，应考虑与土体结合更为紧密、更为广泛的立体加筋材料—土工格室。

2、土体与加筋材料拉伸的相互作用

当加筋材料应用于土体加筋时，它将受到一个拉力的作用，这个拉力的产生是由于土体发生了位移，这将引起土工合成材料加筋土结构的变形。这个变形可能影响其使用的可靠性，进而应考虑其结构的破坏。

这个例子显示需要考虑的相关因素，一是土工合成材料加筋时施工预拉是减小土体和结构物变形需要的一个施工途径；二是在选择加筋材料时，对材料自身的变形性及变形时相对应的材料强度要考虑进去，也就是说对于在土体中使用的加筋材料，其关键指标一是筋材的延伸率，如果材料的延伸率过大，加筋将失去意义，在土体静荷载与动荷载的压应力下，如果使用的筋材延伸率大，土体的变形就会大，并且宜在长期的荷载作用下，产生蠕变现象，所谓蠕变就是指筋材在不断的应力作用下，逐步被拉伸变形，虽然筋材本身没有发生断裂，但被无限（这里的无限是相对于岩土工程中土体允许变形量而言的）拉长的筋材就失去了对土体加筋、控制的意义。对于筋材第二个关键的指标就是使用的筋材强度指标。筋材在土体中承受应力水平的高低，与筋材的强度指标形成正比关系，筋材的强度越高，对土体的加筋效果会越好，当然这种强度指标也不是无限大就好。因为还要考虑筋材与土体结合的紧密程度（摩阻系数与抗拉拔系数）。如果筋材的强度指标过低，筋材在应力的作用下，就会被拉断。因此对于应用于土体中的加筋材料来讲，延伸率的指标与强度指标缺一不可，延伸率高，土体易发生过量的变形，加筋失去意义，强度值低，筋材可能会被拉断。依据国内及国际土工加筋材料的发展及使用经验，例：目前在国内岩土工程中大量使用土工格栅中的双拉格栅及单拉格栅，在国标及部颁标准中，对它们的延伸率指标都是有严格要求的，双拉最大不能超过16%；单拉最大不能超过10%，强度指标最小也要大于20kN/m，并且设计人员在取强度值时，要求的是相对应一定延伸率下的强度指标，这种可控的指标才是岩土工程中有效的强度指标。在一般情况下，加筋材料在国内取值为10%对应内的材料强度值。

3、土体与筋材的最低有效长度问题

当加筋材料的应用领域比较特殊时，如使用于填挖交界、老路拓宽的新旧交界处等特殊领域做加筋处理方案时，筋材在土体中属于应力集中的局部受力情况，此时，不仅要求设计人员在处理方案的选择上，不仅要采取传统的岩土处理方案，比如在交界面开挖一定的台阶，缓解应力集中的现象，而且，要采用加筋类的土工材料作需要的滑动验算。

在土工合成材料加筋路堤的公路行业规范中，要求加筋材料伸入到稳定土中的锚固长度，不得小于最小锚固长度L m ，最小锚固长度采用下式计算：

L m = TGc Fm / (2σ0ƒGs)

式中L m — 最小锚固长度 （m）

TGc — 土工合成材料抗拉强度 （kN/m）

Fm —— 锚固安全系数，对无粘性土取Fm = 1.5 ，粘性土取Fm = 2.0 ；

σ0 —— 作用在某层筋材上的上覆压力（kPa），按自重应力计算；

ƒGs — 土与土工合成材料的界面摩擦系数，其值按ƒGs = 0.9tgφq 取用。

当计算的最小锚固长度小于2.0 m时，取为2.0 m 。（注：如果用于台阶处，台阶的宽度最少不能小于2 m 。）

土工材料的铺设长度L为滑动面内的长度L a与锚固长度L m 之和，即：

L = L a + L m

无论怎样的加筋方式，在被加筋的土体中，都必须达到这个有效长度，否则加筋就会失去意义，就会对加筋土工程带来危害。

4、结语

第7篇：土工合成材料用途范文

引言

工程中为了起到保护或加强土体的作用一般将土工合成材料置于土体表层或各层土体之间。土工合成材料具有防渗、排水、反滤、防护、加筋和隔离等功能，如今在水利工程中，其规模与作用是其他工程领域无法比拟的。就目前来说，土工合成材料是继木材、钢材与水泥之后的第四种建筑材料。本文主要分析了土工合成材料的施工技术和土工合成材料在工程施工中的应用。

1 土工合成材料的分类

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，主要分为土工织物、土工膜、土工符合材料以及土工特种材料。在近几年的水利工程中土工织物、土工膜以及土工复合材料的使用相对较多。土工织物分为有纺土工织物和无纺土工织物两种类型，在大坝工程中通常使用针刺无纺土工织物作为配水反滤设施，主要是它具有空隙率高、渗透性大以及排水性好的优点。土工膜具有很好的防渗性能，并且价格便宜。但是由于其cbr的顶破强度较弱，因此不适用于防渗要求较高的工程部位。由于土工复合材料将两种或两种以上的土工合成材料组合成了一种产品，不但品种繁多、功能各异，并且还具有防渗和排水两个作用，因此，在大坝工程中土工复合材料应用相对较多。

2 土工合成材科在水利工程方面的具体应用及其施工

2.1 混凝土坝防渗方面的应用 垂直铺膜防渗和坡面铺膜防渗是防渗土工合成材料应用的两大方面，其施工工艺和铺设工艺由于其铺设结构形式的不同也不一样。土工材料经常受到尖棱物的穿刺而被破坏；土工薄膜在承受水压力和土压力的情况下由于没有约束支持而被鼓破；薄膜在下层气体或液体的顶托作用下产生应力集中而被破坏；铺设在支撑土与混凝土面板之间的土工薄膜由于受到温度、重力、土移、浪击和水位变化等因素的影响而导致土工薄膜产生过度拉伸，撕裂或擦伤；在斜面上用土或混凝土面板保护土工薄膜，当水位骤降时，土体中的孔隙水压力和库水位失去平衡而造成失稳滑动。在施工过程中为了有效的避免或减少类似问题的发生一定要按照施工规范和施工组织设计进行施工以保证施工质量。

在防渗结构中设置上下垫层以保护土工膜不受破坏，并且下垫层还具有排水和排气的作用。铺设土工膜以后，由于土中排出的气体或产生的沼气过多就会顶托土工膜而造成土工膜的破坏，而膜下也会因为缺陷引发渗漏而产生积水，因此，为了有效的减少土工膜的破坏程度，尤其铺筑膜的面积加大时一定要考虑排水以及排气等措施。

（防渗设计与施工）

有毒物质进入水体不但会污染环境，更会危机人畜的生命，根据多年的经验，渠道的防渗土工膜厚度不应小于0.25mm。如果土工膜太薄不仅容易发生气孔，在施工中也容易受到损害，从而降低防渗效果。由于隧道、洞室的围岩（土）都有渗水，因此为了确保防渗衬砌工作安全进行，必须将渗水通过排水沟排走，这时主要使用复合土工膜或合适的防排水材料。

2.2 堆石坝防渗中的应用 白云水库大坝为粉土斜墙堆石坝，而坝体是经过两次填筑而成的。由于当时筑坝技术较低并且碾压质量差，因此，斜墙的密实度较差，部分地段出现了较大程度的透水。在内坝坡右侧距坝轴约5～12m间段中产生了渗透破坏变形，坝体出现了塌陷（长10m，宽8m），虽然后来对此段进行了相应的处理，但是斜墙部位和反滤料质量较差的部分由于没有处理仍然存在着不安全隐患。经过水文地质试验，粘土斜墙部位的透水性已经超过了规程的要求值。

（处理方案选择及施工）

在处理大坝病险中先后提出过四种处理方案，分别为换土重做粘土斜墙、就地翻压处理、复合土工膜防渗以及灌浆。由于复合土工膜具有防渗性能好、应变形能力强以及施工方便等优点，在结合工程的实际情况以及透水性超过规程规定的要求值等选择复合土工膜防渗铺盖方案进行处理。

为了不影响水库正常蓄水，土工膜的施工安排在第二年3月初～5月底进行，总工期92天。主要施工步骤是：拆除原护坡石→基础开挖→铺膜坝面开挖清理并夯实→防滑槽开挖→周边接合槽开挖→铺下垫层→土工膜铺设、薄膜连接→铺上垫层→回填防滑槽及保护层→周边接合槽回填→铺反滤过渡层→护坡支砌→检查验收。

2.3 加筋土挡墙的应用 极限平衡法和有限元法是目前加筋土挡墙设计的两种类型。由于不能够准确协调的建立紧材和填土两者之间的本构关系，而加筋土挡墙采用的筋材有两种，因其抗拉模量不同并缺乏破坏准则，工程中几乎都采用极限平衡法。而有限元法仅作为一种辅助的对比方法。

（加筋土垫层设计与施工）

采用圆弧法计算加筋垫层的抗深层滑动，根据实践我们看出提高的稳定平安系数较小，表明现有的稳定分析方法不能反映筋材起到的全部作用。相关研究认为，潜在的滑动面在加筋后可能会往深处发展，受到局部限制以及地基中应力分布的变化，地基土的侧向位移也会发生相应变化，但在计算中没有计入这些有利因素，因此分析方法有待改进。

2.4 反滤方面的应用 在水利工程中一定要注意水土流失的问题，如果土粒过量的流失就会造成管涌和流土破坏，当土中的水从细粒土流向粗粒土或从土内向外溢出的时候，如果没有反滤层的保护，土粒就会随着水流的作用被带出土体以外。传统的反滤材料采用的是砂砾粒，由于砂砾的粒径不同一般要分2-3层进行铺设，因此施工工艺相对而言比较复杂。工程上经常采用土工织物代替传统的颗粒层，主要是由于两者的过滤功能是一样的。在地下水的渗流作用下，采用土工织物不但有效的防止了土颗粒过量流失而造成的破坏，同时还能达到顺利排泄水流的效果，有效的避免了由于孔隙水压升高而造成的土体失稳。

第8篇：土工合成材料用途范文

【关键词】土工织物 地基处理 性价比高

一、引言

新海大街位于辽宁（营口）沿海产业基地一期产业区中部，道路全长6471米。该工程地势低洼平坦，路线所经路段为营口盐业集团的晾水池和盐池，部分区域有集水池，沟壑较多，地层岩性以第四世海底沉积物为主，包括亚黏土，亚砂土，淤泥质亚黏土，粉砂等，强度较低。工程地质条件对道路工程十分不利。本工程设计路基结构为：

3cm石屑磨损层+2×20cm粒料石灰土换填层+60cm粒料石灰土换填层+原土层。

二、施工过程概述

设计给出的路基施工方案可以看出，新海大街的路基处理方法是先用挖机挖除表层约1米厚的淤泥土，然后回填石灰粒料土，并碾压密实，使地基承载力达到一定的强度；检测主要方法是路基弯沉值及灰土含量。项目部在研讨之后编制施工方案，对路基的施工工艺进行了大幅修改，方案如下：

3cm石屑磨损层+120cm山皮石换填层+荆笆2层+土工布1层+原土层。

三、工艺理论分析

1.土工织物的特性

表征土工织物产品特性的主要指标包括：产品形态、物理性质、力学性质、水理性质、耐久性等。

1.1 产品形态

主要是指产品的材质及制造方法、宽度等。由于土工织物的原料都是由聚酰胺纤维（尼龙）、聚酯纤维（绦纶）、聚丙烯腈（腈纶）和聚丙烯纤维（丙纶）等高分子化合物（聚合物）经加工后合成。因此土工织物产品因制造方法和用途不一，宽度和重量规格变化甚大，宽度可从几厘米到十多米或更宽。

1.2 物理性质

表征物理性质的主要指标有单位面积质量、厚度、开孔尺寸及均匀性。单位面积质量通常是指土工织物每平方米的质量，通常每平方米的质量在0.1kg到1.0kg。应用于软土地基处理中一般为数百克。开孔尺寸（等效孔径）无纺型土工织物为0.05～0.5mm，编织型土工织物为0.1～1.0mm。

1.3 力学性质

表征力学性质的主要指标有抗拉强度、断裂时延伸率、撕裂强度、穿透强度、握持抗拉强度、顶破强度、疲劳强度、徐变性、聚合物与土体间摩擦系数等。对于抗拉强度大部分常用的无纺型土工织物为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，个别的编织土工织物可达到100～1000kN/m。

1.4 水理性质

土工织物的水理性质主要用土工织物垂直向和水平向透水性来表征（即导水性）。大部分编织与热粘型无纺土工织物的导水性甚小；针刺无纺型土工织物为10-6～10-5m2/s；土工网为10-4～10-2m2/s；土工塑料排水板（带）为10-4～10-2m2/s。

1.5 耐久性

土工织物的耐久性即抗老化、抗化学侵蚀性、抗生物侵蚀性、抗磨性、抗温度、冻融及干湿变化性。抗老化是指高分子材料加工、贮存和使用过程中，由于受内外因素影响，使其各种性能逐渐蜕化的现象。老化是一种不可逆的化学变化。主要表现在：（1）外观变化，发粘、变硬、变脆等；（2）物理化学特征的变化，如比重、熔点、耐寒性和耐热性等；（3）力学性能即抗拉强度、剪切强度、伸长率以及弹性等减小或丧失。

1.6 排水作用

利用某些内部具有排水通道间（如盲沟、塑料排水板）土工纤维具有良好的三维透水性，使水能沿土工织物内部的排水通道迅速排出，还可使水经过土工织物的平面迅速沿水平方向排走。构成水平排水层，可加速软土地基的排水固结。土工聚合物用于建造无集水管间排水盲沟、铺设时先在开挖好的槽内铺设土工织物，然后回填碎石，与碎石组成排水系统。

1.7 隔离作用

利用土工织物的高抗拉性，抗撕裂性、良好的韧性、整体性和耐酸碱、耐生物侵蚀性能，将渗透性较土工织物大的两种材料相互隔开，以发挥其各自的作用。这是软土地基处理中较为重要的作用，其目的在于防止由于局部承载力丧失而造成的路基填土与软弱地基相互混杂、补偿地基中抗剪强度不足，防止由此可能导致的圆孤滑动破坏，并可有效地加快工期，降低成本，减少路堤间不均匀沉降，有利于排水和加速土体固结。

1.8 设计计算

在软土地基路基底与填土之间铺设土工织物，是目前道路工程中常用的浅层处治方法，特别是土工织物加砂垫层更为常用。这是由于土工织物具有较高的延伸率，从而可使上部负荷扩散，提高原地基承载力，并增加路基填土的稳定性。另外铺设土工织物后施工机械行驶方便，在填土预压下还能起排水作用，从而加速排水固结和沉降稳定。土工织物加筋复合地基的板限承载力公式可表达为（简化式）：

Pu=CNc+2TSinθ/B+βTNq/R

式中：C―土的内聚力；

Nc―地基承载力；

T―土工织物的抗拉强度；

θ―基础边缘与土工织物的倾斜角；

B―地基底宽；

β―地基形状系数；

Nq―复合地基承载力；

R―地基变形当量半层。

2.土工织物与荆笆的结合

结合新海大街施工特点，现场回填料为甲方供应，现场开采来的山皮石料规格较大，粒径有的超过30cm，为了增加土工织物的承载能力，防止回填料压坏铺设好的土工布，在土工布上增加两层荆笆，起到加筋作用，增加了隔离层整体的稳定性。

四、工程结果和应用

1.工程结果

典型施工共进行200米，施工完成后对施工路段进行弯沉检测，结果弯沉值大多在50左右，在施工的200m路段没有产生翻浆现象，路面平整，工程质量优良。

2.工程推广与应用

2.1工期上的优势

新海大街全长6741.82m，如采用设计方案进行施工，全线开挖大概在1m深左右，开挖宽度20m，石灰粒料土回填量在13万方左右，我项目部在工程实践中精心组织施工，投入9台挖掘机进行24小时作业，一个月完成了3400m（70cm）的石灰粒料土回填碾压工程量，合成1m厚为2380m，平均日完成量：8.8延米/日/挖掘机；如改成土工织物结构，则石灰粒料土的拌合工作可以省略，仅此一项可节省工期单台挖掘机766个工作日，整体工期也可以节省一半以上。

2.2成本上的优势

土工织物结构每平米需支出额外费用约20元，而石灰粒料土每平米支出费用包括：拌灰土机械费+白灰费用+由于工期延长而增加的管理成本，约为26.4元；仅此一项整个工程可以节省费用。

（26.4-20）*街道全长*路基处理宽度=6.4*6741.82*20=86万元。

2.3工程的推广

辽宁省营口市沿海产业开发基地在经过对我项目部典型施工进行考察研证后在沿海产业基地的二、三期施工开发中大量采用了土工织物荆笆混合结构，产生了巨大的社会经济效益；推动了土工织物在我国东北地区的施工推广。

参考文献：

1.南京水利科学研究院主编《土工合成材料测试手册》

2.朱诗鳌编著《土工织物应用与计算》

第9篇：土工合成材料用途范文

关键词：高聚物材料；道路工程；桥梁工程

高聚物材料概述

高聚物材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，例如橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料等，高聚物是生命存在的形式。高聚物材料具有很多性能和优势，如下表所示：

二、高聚物材料在工程中的应用

（一）土工布

土工布是以高分子聚合物为原料的透水性平面土工合成材料。1、作为多孔隙透水材料，埋在土中可以将吸收的水份，顺其平面进行传输排放。土工布常用于修建路面的排水设施、挡土墙、遂洞衬砌后排水系统。2、土工布铺设在边坡或堤岸上，水份顺其平面渗透通过，实现土工布下土粒的稳固性。3、土工布设置在两种材料间，可防止因材料性质不同而发生相互渗透或作用。土工布铺设在路面基层与土基之间，中断了土壤间毛细作用，防止路面翻浆。4、土工布具有抗拉、抗变形能力，置于路面结构层中后，可把荷载或应力均匀扩散在更大的面积范围内。土工布有助于软基处理、修筑加筋挡土墙及桥台、加固高填方土基或坡度很陡的边坡、滑坡处理、加固柔性路面、修补沥青路面、防止反射裂缝和车辙。5、土工布的防护性能可用于道路边坡、泥石流和悬崖侧建筑物障墙防冲、涵洞工程护底、沙漠地区滞沙和固沙、防止土基冻害、防止道路盐渍化措施、边坡加固、防止沥青路面开裂。

（二）高聚物改性水泥混凝土

1、聚合物浸渍混凝土把硬化的混凝土浸泡在单体浸渍液中，利用加热或辐射手段促使单体浸入混凝土发生聚和反应，最后形成一个整体。其优势是高强度，良好的抗冻性、耐腐蚀性；其不足是耐热性差，高温时易分解，工艺设备复杂且成本高。其主要用于耐高压容、原子反应堆，海洋深处构筑物等。

2、聚合物水泥混凝土以聚合物乳液掺合水泥、滑料、砂调配而成。聚合物硬化和水泥水化同时进行，将矿质集料结合为一体。其优势是形成强度速度快、具有很高的抗拉性、抗折性、冲击韧性、耐磨性、耐久性，干缩性小而且便于现场实施制作。其主要用于防水或防蚀的混凝土结构、修补混凝土结构、工业厂房地面、灌浆工程，快速修复混凝土路面、机场道面、桥面铺装层等。

3、聚合物胶结混凝土是全部以聚合物为胶结材的混凝土，其聚合物常为各种树脂或单体。聚合物胶结混凝土的优势是轻质高强，具有很高的抗拉性、抗折性、抗渗性、抗冻性、耐久性等。聚合物和集料之间具有很好的黏附性，为了防止路面发滑，使用硬质石料作为混凝土路面抗滑层。聚合物混凝土经常用于抢修等特殊用途、喷射混凝土等。

（三）裂缝修补和嵌缝材料

裂缝修补和嵌缝材料是一种胶黏剂，用于修补水泥混凝土路面的裂缝、嵌缝结构、构件的接缝。其具备较好的黏结力、拉伸率，低温塑性、耐久性等。

1、环氧树脂作为主要成分的修补材料，主要分为两类：一种是缩水甘油基型环氧树脂；另一种是环氧化烯烃。修补水泥混凝土路面大多使用的是缩水甘油基型。环氧树脂不足之处是延伸低、脆性大、耐久性弱，所以必须对其进行改性，可以加一组改性剂，如采用低分子液体改性剂、增柔剂、增韧剂等，进而增强其延伸性、耐久性、刚韧性。

2、聚氨脂胶液的主体材料是多异腈酸脂与聚氨基甲酸酯，制备成两组进行固化弹性，其优势是具有极高的黏附性，良好的抗气候老化性能，与混凝土的黏固很牢且无需打底。聚氨酯类常用做房屋、桥梁的嵌缝密封材料。

3、烯烃类裂缝修补材料主要烯类聚合物配制而成，其一般有两类，一种是用烯类单体或预聚体作胶黏剂，另一种是用高分子聚合物本身作胶黏剂。其优势是户外固化速度快，几分钟即可起效，经过24至28小时达到最高抗拉强度，同时气密性能好，可惜价格较高，所以不适宜大面积采用。

4、聚氨乙烯胶泥是以煤焦油为基料，加入聚氨乙烯树脂、增塑剂、填充料、稳定剂等配制而成的黑色固体。使用时需加热至130到140℃，采用填缝机进行灌注，冷却后成型。它具有良好的防水性、黏结性、柔韧性、抗渗性，耐寒性、耐热性、抗老化，和混凝土能够很好黏结，常用于混凝土路面板的接缝、锌种管道的接缝等。

5、氯丁橡胶嵌缝材料是以氯丁橡胶与丙烯系塑料为主体材料，配以适量的增塑剂、硫化剂、增韧剂、防老剂、填充剂等配制而成的黏稠物。其优点是具有良好的黏结性能，施工便捷，常用作混凝土路面的嵌缝材料。

硅橡胶是优质的嵌缝材料，其优点是低温柔韧性好，耐150℃的高温，耐腐蚀，可惜价格偏高。聚硫橡胶嵌材料常温下不氧化，变形小、抗老化，适用于细小、多孔、暴露表面的接缝，但是价格偏高。

（四）膨胀支座和弹性支座