土工合成材料的性能精選(九篇)

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第1篇：土工合成材料的性能范文

【關鍵詞】 土工合成材料 軟土 不均勻沉降

1 軟土的定義和特性

軟土是自然歷史的產物，是隨著古地理、氣候、沉積環境的變化而形成的。一般是指在濱海、湖泊、谷地、河灘沉積的天然含水率大于30%，其液限一般在34%--43%的范圍內，塑性指數大部分在15―20之間，天然空隙比大于1的土。如淤泥和淤泥質土，以及其他高壓縮性飽和粘性土、粉土。

由于軟土的生成環境及粒度、礦物組成和結構特征，結構性顯著且處于形成初期，故具有以下物理力學特性：

（1）顏色以深色為主，粒度成分以細顆粒為主，有機質含量高；

（2）天然含水量高，容重小，天然含水量大于液限；

（3）天然孔隙比大，一般大于1.0；

（4）滲透系數小，一般小于10-6cm/s，沉降速度慢，固結完成所需時間長；

（5）粘粒含量高，塑性指數大；

（6）高壓縮性，壓縮系數大，基礎沉降大，般壓縮系數大于

0.5MPa-1；

（7）強度指標小，快剪凝聚力小于l0kPa，內摩擦角小于50；固結快剪的強度指標略高，凝聚力小于15kPa，內摩擦角小于100度；

（8）靈敏度高，靈敏度一般在2―10之間，有時大于10，具有顯著的流變特性。

（9）在荷載作用下一般會產生較大的沉降變形或失穩。

2 土工合成材料的分類及性能指標

土工合成材料是以人工合成的聚化物為原料制成的各種類型產品。可置于巖土或其它工程結構內部、表面或各種結構層之間，具有過濾、防滲、隔離、排水、加筋和防護等多種功能，發揮加強、保護巖土或其它結構功能的一種新型巖土工程材料。

一般將其分為土工織物、土工膜、土工復合材料和土工特種材料等。

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等。

3 土工合成材料在軟土路基加固中的作用機理

3.1 約束地基側向位移，提高地基承載力

土有一定的抗壓強度，但抗剪強度很弱。土工合成材料在垂直荷載作用下，地基產生壓縮沉降和側向位移，此時土工合成材料受拉，故而能支承部分豎向荷載，土工合成材料與地基之間的摩阻力還可約束地基側向位移從而提高地基的承載力。

3.2 隔離、分散應力

鋪設在軟弱地基上的土工合成材料將上部填料與地基土隔離開來，具有的抗拉強度和良好的變形性能，使得填料與地基土的接觸部分具有相對剛度，從而將上覆荷載較均勻地分散到較大范圍的地基上，提高了地基承載力。工程實踐證明，控制加載速率的條件下，鋪設土工布后地基承載力比天然地基承載力提高約12.8%。同時，在不同性質的填料分層面上，鋪設土工合成材料使不同性質的填料互不摻雜，保持其結構性能。

3.3 防滲、排水

土工膜和復合型土工膜（兩布一膜等）具有防止水流滲透的良好性能，它們通常被當作土工結構物的防滲層。土工合成材料的排水作用表現在它能使土體中的水分匯集到它的表面并沿著這個表面排出。在沼澤、鹽漬土等軟弱地基處理中通常利用土工布來隔斷毛細水或地下水上升。

3.4 邊坡加固

邊坡加固作用表現為兩種形式，一是將土工合成材料鉚釘在邊坡的表面，結合邊坡綠化等措施實現邊坡防護功能，二是將特定的土工合成材料平鋪到邊坡內部一定的深度，借助材料的抗拉強度來加固邊坡。在膨脹土路基設計或既有路基加寬設計時，通過在邊坡一定深度內分層鋪設土工格柵等具有一定抗拉強度和變形性能的土工合成材料來加固邊坡。

3.5 減小不均勻沉降

通常土工合成材料與碎石層共同作為一層，這層具有與路堤本身和軟土地基不同的剛度，通過這一墊層將堤身荷載傳到軟土地基中去，它既是軟土固結的排水面，又是路堤的柔性筏基，因此可使地基變形均勻，且路堤中心沉降量比不鋪土工合成材料時要小。

4 設計檢算

4.1 穩定性驗算

土工合成材料加筋路基的穩定性包括地基與堤身的整體穩定性、堤身穩定性、平面滑動穩定性。各項穩定性的安全系數不得小于表l規定的值。

4.1.1 加筋路堤整體穩定性

加筋路堤穩定性分析的計算方法，常采用圓弧條分法進行。計算時應假設若干個穿越地基土的滑弧。以求得安全系數最小值和相應的臨界滑動面。計算常采用瑞典法和荷蘭法兩種計算模型。瑞典法計算模型是假定土工合成材料的拉力總是保持在原來鋪設方向。如圖1所示，則安全系數最小值和相應的臨界滑動面可按下式計算：

（1）

式中：-第i土條土重，KN/m

-第i土條土體粘聚力，kPa

-內摩擦角

-第j層土工合成材料設計抗拉強度，KN/m

-第i層土條所受地震水平力，KN/m

其余符號含義如圖1所示。

4.1.2 加筋路堤的堤身穩定性

采用圓弧條分法按公式（1）計算，此時不考慮地震力。在計算時應在堤身范圍內假定不同的滑弧，求得安全系數的最小值和相應的臨界滑動面。

4.1.3 加筋路堤的平面滑動穩定性

當堤下地基是淺層軟弱土層或相對于路堤荷載淺層地基土強度較低時，應驗算加筋路堤的平面滑動穩定性。加筋路堤平面滑動表現圩堤與地基沿下臥硬土層頂面滑動和地基側向擠出滑動。

（1）下臥硬土層頂面滑動的穩定性計算采用式（2），其相應的計算圖如圖2所示。在計算中應假定d、C點位于堤腳線，變換線位置形成不同的滑動面，求出安全系數的最小值。

（2）

式中：-ab面的主動土壓力，KN/m

-cd面的被動土壓力，KN/m

-硬土層側面的抗滑力，KN/m

Q-作用于土體abcd上的地震水平力，KN/m

（2）地基土側向擠出滑動的穩定計算采用公式（3），其相應的計算圖示如圖3所示。在計算中應假定abcd土體不同位置以及不同的b、C兩點距離，求出安全系數的最小值。

（3）

式中：分別為地基軟土層與土工合成材料界面的粘聚力和摩擦角。

Q為作用于土體abcd上的地震水平力，KN/m

其余符號意義相同。

4.2 復合地基承載力計算

軟土地基在鋪設土工織物后地基極限承載力為以下三項之和，即為沒有鋪設土工織物時，原天然地基的極限承載力；在荷載作用下，地基的沉降使土工織物發生變形而承受拉力所產生的垂直分力；土工織物阻止隆起而產生的平衡鎮壓作用的效應.土工織物加筋復合地基的極限承載力計算公式：

（4）

式中：-土的粘聚力

-地繼承載力

-土工織物的抗拉強度

-基礎邊緣與土工織物的傾斜角

-地基底寬

-地基形狀系數

-復合地繼承載力

-地基變形當量半層

4.3 土工合成材料鋪設長度計算

加筋路堤中，土工合成材料深入到穩定土中的錨固長度，不得小于最小錨固長度，最小錨固長度采用公式（5）計算。

（5）

式中：-最小錨固長度，m

-土工合成材料設計抗拉強度，KN/m

-錨固安全系數，對于無粘性土取1.5，粘性土取2.0

-作用在某層筋材上的覆壓力，kPa

-土與土工合成材料的界面摩擦系數，當計算的錨固長度小于2.0時，取為2.0。

土工合成材料的鋪設長度 L為滑動面內的長度與錨固長度之和，即：

L=+……………………………………………………（6）

5 結語

土工合成材料具有以下的優點：經濟，資料表明通常情況下，采用土工合成材料比傳統方法節約30% 以上的投資；施工工藝簡單，進度快，輕便，勞動強度低，無須特殊機械；材料生產工廠化，材料來源基本上不受地域限制；質量控制標準化，易檢測，易儲存，易運輸；功能復合，效果突出，適用領域更加廣闊；環保，施工無噪音，對水源、大氣污染小?；谶@些優點土工合成材料在軟土地基的加固中得到了廣泛的應用，但作為一種新型的合成材料對其性能以及施工工藝還有待于進一步的認識和探索。

參考文獻：

[1]鐵路工程沒計技術手冊《路基》.北京：中國鐵道出版社，1992.5.

[2]包承綱.堤防工程土工合成材料應用技術-北京：中國水利水電出版社.

[3]土工合成材料應用手冊.北京：中圍建筑工業出版社，2000.lO.

[4]TB 10035-2002，鐵路特殊路基設計規范[S].北京：中國鐵道出版社，2002.

[5]公路軟土地基路堤設計與施工技術規范[S].北京：人民交通出版社，1997.

[6]錢家歡.土工原理與計算[M].北京：水利水電出版社，1996.

第2篇：土工合成材料的性能范文

關鍵詞　土工合成材料 軟基處理 反射裂縫 加筋加固 排水隔離

0　前言

土工合成材料是土木工程應用的合成材料的總稱。作為一種土木工程材料，它是以人工合成的聚合物（如塑料、化纖、合成橡膠等）為原料，制成各種類型的產品，置于土體內部、表面或各種土體之間，發揮加強或保護土體的作用。《土工合成材料應用技術規范》將土工合成材料[1]分為土工織物、土工膜、土工特種材料和土工復合材料等類型。土工特種材料包括土工膜袋、土工網、土工網墊、土工格室、土工織物膨潤土墊、聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）等。土工復合材料是由上述各種材料復合而成，如復合土工膜、復合土工織物、復合土工布、復合防排水材料（排水帶、排水管）等。本文著重介紹當前公路路基施工中土工合成材料類型和應用，以及就土工合成材料的各種性質適合處理哪些類型的軟土地基作簡要說明。

1 土工合成材料的種類

1.1　土工布

土工布的制造過程是首先把聚合物原料加工成絲、短纖維、紗或條帶，然后再制成平面結構的土工織物。土工布按制造方法可分為有紡（織造）土工布和無紡（非織造）土工布。有紡土工布由兩組平行的呈正交或斜交的經線和緯線交織而成。無紡土工織物是把纖維作定向的或隨意的排列，再經過加工而成。按照聯結纖維的方法不同，可分為化學（粘結劑）聯結、熱力聯結和機械聯結三種聯結方式。

土工布運用于路面裂縫的防治在舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青面層，是一種常用的路面修復技術。它具有工期短、造價低、對交通影響小、修復路面服務性能好等優點。但其主要問題是瀝青加鋪層中容易出現反射裂縫，而設置土工布是延緩反射裂縫的主要措施之一。

1.2　土工膜

土工膜一般可分為瀝青和聚合物（合成高聚物）兩大類。含瀝青的土工膜目前主要為復合型的（含編織型或無紡型的土工織物），瀝青作為浸潤粘結劑。聚合物土工膜又根據不同的主材料分為塑性土工膜、彈性土工膜和組合型土工膜。土工膜的不透水性很好，彈性和適應變形的能力很強，能適用于不同的施工條件和工作應力，具有良好的耐老化能力，處于水下和土中的土工膜的耐久性尤為突出。土工膜具有突出的防滲和防水性能。

1.3　土工格柵

土工格柵是一種主要的土工合成材料，與其他土工合成材料相比，它具有獨特的性能與功效。土工格柵常用作加筋土結構的筋材或復合材料的筋材等。土工格柵分為玻璃纖維類和聚酯纖維類兩種類型。

土工格柵有一定的剛度，從而使上面的負荷得到擴散，提高了地基的承載力；土工格柵抗拉強度大，格柵墊層可增強路基的穩定性；土工格柵能適應地基變形，礫石又能與格柵網孔互相鎖合在一起形成穩固的平面防止礫石下陷，從而增加地基的抗剪強度，防止軟弱地基產生過大或不均勻沉降以至側向變形。

土工格柵在路基施工中的溝塘回填方面得到廣泛使用，首先溝塘挖除淤泥回填至原地面后，先鋪一層土工格柵并垂直路線鋪設，沿路線走向鋪滿整個溝塘范圍。橫向鋪網與路堤兩邊縱向盲溝相接，每相鄰兩幅土工格柵搭接長度為20cm，搭接邊用u型釘固定。然后在其上填筑土并壓實后再加鋪一層土工格柵，再回填一層土并壓實，最后再加鋪一層土工格柵，其上再按照正常路基填筑，總共需要加鋪三層土工格柵。這樣處理過后能防止地基不均勻沉降造成的路基反射裂縫和側向位移。

1.4　土工特種材料

1.4.1　土工膜袋

土工膜袋是一種由雙層聚合化纖織物制成的連續（或單獨）袋狀材料，利用高壓泵把混凝土或砂漿灌入膜袋中，形成板狀或其他形狀結構，常用于護坡或其他地基處理工程。膜袋根據其材質和加工工藝的不同，分為機制和簡易膜袋兩大類。機制膜袋按其有無反濾排水點和充脹后的形狀又可分為反濾排水點膜袋、無反濾排水點膜袋、無排水點混凝土膜袋、鉸鏈塊型膜

1.4.2　土工網

土工網是由合成材料條帶、粗股條編織或合成樹脂壓制的具有較大孔眼、剛度較大的網狀土工合成材料。用于軟基加固墊層、坡面防護、植草以及用作制造組合土工材料的基材。

1.4.3　土工網墊和土工格室

土工網墊和土工格室都是用合成材料特制的三維結構。前者多為長絲結合而成的三維透水聚合物網墊，后者是由土工織物、土工格柵或土工膜、條帶聚合物構成的蜂窩狀或網格狀三維結構，常用作防沖蝕和保土工程，剛度大、側限能力高的土工格室多用于地基加筋墊層、路基基床或道床中。

1.5　土工復合材料

土工織物、土工膜、土工格柵和某些特種土工合成材料，將其兩種或兩種以上的材料互相組合起來就成為土工復合材料。土工復合材料可將不同材料的性質結合起來，更好地滿足具體工程的需要，能起到多種功能的作用。如復合土工膜，就是將土工膜和土工織物按一定要求制成的一種土工織物組合物。其中，土工膜主要用來防滲，土工織物起加筋、排水和增加土工膜與土面之間的摩擦力的作用。

2 土工合成材料的應用

2.1　土工格室的應用

土工格室在集中載荷作用下，　受力的主動區會把所受的力傳遞給過渡區，但由于格室壁的側向限制和相鄰格室的反作用力，以及填料與格室壁的摩擦力所形成橫向阻力，抑制了過渡區和被動區的橫向移動傾向，從而使路基的承載能力得以提高。經過試驗，在格室的限制作用下，中密砂的表觀粘聚力可以增加三十幾倍。很顯然，　如果能增加路基材料的抗剪力或抑制三個區域移動就可以取得提高地基承載力的效果，　這就是土工格室的限制原理。

2.2　土工格柵的應用

土工合成材料是解決軟基處理問題的有效方法，可改進荷載分布狀況，減少填料層厚度，并能滿足抗剪強度的要求，限制土體側向位移，抗拉性能高，能避免產生裂縫，增加土層剛度，特別是土工格柵在處理軟土在路基中效果明顯，物理力學性能良好，其對軟土的加固作用主要體現在水平加筋上，復合地基中土工格柵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，使得復合土體的具有較高的抗剪強度和變形模量，也就是說由于土工織物使其上部施加荷載能均勻分布在地層中，當地基可能產生剪切破壞時，鋪設的土工織物將阻止破壞面的出現，提高地基承載力。

2.3　土工復合材料

土工復合材料在公路工程中被廣泛應用在路堤加筋、臺背路基填土加筋、過濾與排水、路基防路、路面裂縫防治等方面。土工合成材料與土相互作用原理歸納為兩大類：一是準粘聚力原理；二是摩擦加筋原理。用土工復合材料提高新舊路堤的整體穩定性，其優點在于：壓實效果好；占地面積較少；路堤穩定性好；有效防止滑移、塌方、沉降等現象。具有施工簡便、易于推廣、節省資金等優點。

3 結語

通過對各種土工合成材料在路面、路基施工和軟土地基處理中的作用機理進行分析，可以得出土工合成材料可以顯著提高地基承載力、減小沉降量及不均勻沉降，增大路堤穩定性，在改善橋頭跳車方面具有明顯效果，并且能有效的防止和延緩瀝青路面反射裂縫的產生。土工合成材料理論在施工中的運用將更加完善，從而指導設計和施工。

參考文獻：

[1]　水利部.　土工合成材料應用技術規范（GB　50290–98）　[M]北京：中國計劃出版社，1998

第3篇：土工合成材料的性能范文

關鍵詞：組態王；SQL；各向異性；系統研發 

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.089 

1 前言 

土工合成材料與土體界面的相互作用屬不同介質之間的問題，是當今巖土工程的熱點問題之一。筋-土界面上的摩擦阻力系數則是加筋土結構設計和分析的重要參數，性能參數的精準測量對實際土體加筋工程具有重要指導意義[1-2]。我院自主研發一套充分考慮土工合成材料力學性能各項異性的新型直剪設備，避免了現行規范中試驗測試值與土工合成材料實際受力特性嚴重不符的問題，有效地解決了土工合成材料工程應用中存在的安全隱患。同時，搭建一套基于組態王與SQL數據庫的直剪試驗操作系統，實現了系統工作狀態實時監控、特征數據實時顯示，數據及參數曲線輸出、存儲、查詢等功能，并對試驗數據進行處理，獲得了國家規范要求的土工合成材料剪切性能參數系列評價指標，計算結果準確可靠。 

2 土工合成材料各向異性直剪儀介紹 

直剪設備主要包括機械、氣動以及電氣控制三大系統，如圖1所示。機械部分主要包括機架、頂尖、回轉驅動、氣缸支撐架、上下剪切盒、直線導軌副等；氣動部分主要由氣缸、空壓機、閥體等組成；電氣控制系統主要由伺服電動缸、可編程控制器、傳感器、觸摸屏等組成。 

本設備采用整體式機架，結構緊湊，系統剛度大、強度高，極好地降低了導軌變形率，為直剪性能參數的精準測量建立結構基礎。上剪切盒外部形狀采用正八邊形以便于頂尖定位、加強系統可靠性及可加工性，同時相較于四邊形、六邊形等形狀有效減小下剪切盒內徑，進而減小回轉驅動尺寸，降低整機尺寸及重量。高性能回轉驅動實現下剪切盒0～360°任意角度精確旋轉，實現土工格柵各向異性性能參數直接測量，完美解決了現行規范試驗測試值與土工合成材料實際受力特性嚴重不符的問題，同時回轉驅動具備自鎖功能以保證直剪試驗中剪切面不發生旋轉，保證直剪試驗準確。 

采用氣動加壓結合數據實時采集模塊，對壓力進行實時調節，保壓時間高達2h且氣壓變化率≤0.1%，實驗過程壓力穩定確保試驗采集數據準確可靠。采用高精度伺服電動機與壓力傳感器聯合控制的方法，使剪切速度、剪切位移、剪切力得到精確控制，設備性能參數如表1所示。 

3 直剪試驗操作系統 

（1）系統功能介紹。直剪試驗操作系統用來指導操作人員安全高效、智能規范的開展土工合成材料剪切性能檢測，實現系統工作狀態實時監控、特征數據實時顯示及剪切性能數據及曲線輸出、查詢等功能。本系統共分為系統菜單、操作功能按鈕、法向應力與實驗時間顯示、狀態指示燈以及用戶登錄/退出等5個功能區，如圖2區域1～5所示。 

系統菜單分為系統說明、參數設置、實時數據、數據輸出、系統調試以及報警信息5個功能模塊。法向壓力及實驗時間反應實驗過程實時法向應力以及實驗剩余時間。狀態指示燈區域包括5個狀態指示燈，系統狀態正常色為綠色，異常時為紅色；運行狀態運行過程為綠色，試驗停止為灰色；報警狀態未出現報警為綠色，出現伺服異常、行程超出范圍、電機超載、壓力氣路連接異常等狀況時為紅色；法向應力正常為綠色，應力波動范圍超出理論法向應力的2%時指示燈為紅色。限位狀態反應剪切位移是否超出行程范圍，正常為綠色，超限則為紅色。 

（2）系統操作流程及SQL實現。打開/退出組態王，進行SQL連接/連接，功能實現命令語言為：SQLConnect（IDDevice，"dsn=；uid=；pwd="），SQLDisconnect（＼＼本站點＼IDDevice） 

上述命令語言實現了組態王與SQL數據源的連接/斷開，將此命令寫入組態王應用程序命令語言的啟動/結束中，以實現系統開始運行時就可以連接/斷開到數據庫[3]。 

進入【系統調試】界面，調試各功能按鈕與數據顯示框，檢查系統是否正常；進入【參數設置】界面，輸入實驗參數和運動參數；點擊【加壓】按鈕，并根據界面中間法向應力顯示框進行調整直至試驗理論值；點擊【預壓】，彈出預壓界面，并進行系統預壓5 min以保證后續實驗過程壓力穩定。 

預壓結束，點擊【電機使能】按鈕，若參數輸入不合理則彈出提示窗口，輸入合理則電機上電，功能實現命令語言如下：SQLCreateTable（ ＼＼本站點＼IDDevice，＼＼本站點＼實驗時間與日期， "直剪儀實時數據"） 

上述命令語言實現了按照設定表格模板的格式在數據庫中以實驗日期與時間新建數據表格，將此命令寫入【電機使能】按鈕的按下時，以實現數據庫表格的創建。 

點擊【開始】，進入【實時數據】界面開始實驗，每10s將數據存一次，命令語言如下：

SQLInsert（＼＼本站點＼IDDevice，＼＼本站點＼實驗時間與日期， "直剪儀實時數據"） 

組態王將記錄體相關聯的變量當前值插入到SQL數據庫表格中，從而生成一條新的記錄，達到將組態王中的數據寫到外部數據庫的目的。 

實驗時間為0或者點擊【停止】按鈕，進入數據是否保存對話框，若刪除當前試驗數據則命令語言如下： 

SQLSelect（ ＼＼本站點＼IDDevice， "實驗時間匯總"， "報表名"， ""， "" ）； 

SQLDelete（＼＼本站點＼IDDevice， "實驗時間匯總"，whereexpr）； 

點擊【卸壓】按鈕；點擊【歸零】按鈕，并彈出系統回零等待界面，當回零動作完成后，該窗口自動關閉；點擊【電機去使能】按鈕，關閉電機；若繼續進行實驗，點擊【加壓】按鈕并按照步驟3-11開展實驗，若結束實驗則點擊【結束】按鈕。 

進入數據輸出開展后期數據處理。數據輸出分為【數據報表】和【曲線輸出】兩個功能，先從“實驗時間選擇”下拉列表框中選擇相應試驗數據日期，之后根據需要選擇報表/曲線預覽、打印、刪除等功能。 下拉列表框日期顯示SQL實現語言如下： 

SQLSelect（ ＼＼本站點＼IDDevice， "實驗時間匯總"， "記錄報表名"， ""， "" ）； 

SQLNext（ ＼＼本站點＼IDDevice）； 

當需要將數據庫中的數據調入組態王來顯示，將此命令寫入相應功能按鈕按下時，并添加查詢下一條記錄的命令，實現數據庫數據的逐條查詢。 

4 試驗實例數據處理 

本文從“實驗時間選擇”下拉列表框中選擇“2015年5月26日11時23分”數據為處理實例，依次實現數據的報表預覽、曲線顯示，數據處理結果如圖3所示，并處理計算剪切位移與剪切力關系，如圖4所示。 

圖3（b）所示曲線可依據需要選擇坐標軸，僅選擇一項則默認時間為橫軸，若選擇兩項則第一選擇項為橫軸，第二選擇項為縱軸。點擊【選取】按鈕后，曲線顯示控件的橫/縱軸量程將依據實驗數據進行合理調整。圖4所示曲線給出了剪切位移與剪切力關系圖，并能根據需要通過“實驗時間選擇”添加多條曲線實現數據對比，實現曲線保存、打印和清空操作。 

5 結論 

本文研制的新型直剪設備結構簡單、對環境友好，安全性能高，基于組態王與SQL數據庫研發的試驗操作系統，可實現工作狀態實時監控、特征數據實時顯示，性能參數后期處理等功能，操作簡單、計算準確可靠，具有很好的應用價值。 

參考文獻： 

[1]周楊，李曉瑩.土工合成材料直剪與拉拔聯合試驗儀的研制[J].路基工程，2006，12（06）：82-83.   本文由wWw.DyLw.NeT提供，第一論 文 網專業教育教學論文和以及服務，歡迎光臨dYlw.nET

[2]鄧子健，沈躍.瀝青路面層間抗剪強度試驗分析[J].山西交通科技， 2006，181（04）：11-14. 

第4篇：土工合成材料的性能范文

關鍵詞：路堤；軟基；加筋土；施工工藝；質量控制

1、路堤加筋土施工工藝與質量標準

路堤加筋可依據邊坡坡度及設計目的等情況，采用堤身全斷面加筋及邊坡長短筋間隔加筋的方式。加筋材料主要是常用的土工合成材料，即土工格柵、土工織物、土工格室及土工網等。路堤加筋一般以土工格柵的使用最為普遍，尤其用于加筋用途時，宜選用強度高、蠕變小及粗糙度大的土工格柵。

1.1 施工工序與要求

1.1.1 施工放線

按照設計要求準確地放出路堤邊線的標志線，用石灰或其他方式進行標志并保護。為保證路堤土充分壓實，施工時路堤實際填筑邊線要寬于設計邊線，每邊不少于30cm。根據相關規范和設計文件的要求，在鋪設土工格柵前，首先應清除表土，然后進行路堤填筑，按照文獻的要求對每層填土進行壓實。為保證土工格柵不被填土表層堅硬凸出物刺破，填土表面嚴禁有碎石、塊石等堅硬凸出物。

1.1.2 鋪設土工格柵工序

（1）按照要求剪裁相應的加筋層的土工格柵長度，對于包裹式土工格柵加筋路堤，其土工格柵的長度應包括筋帶穩定長度、筋帶包裹長度和筋帶外露長度三者之和。

（2）鋪設包裹式土工格柵時，土工格柵的長度要滿足錨固要求，尤其在坡面外側必須預留出包裹所需的格柵長度；土工格柵的下承層路堤表面填土要平整、密實，且不能有堅硬的凸出物；土工格柵鋪設要平順，在路堤橫向傾斜度不宜大于5%，保證土工格柵拉緊、拉直和不褶皺。順路線方向，相鄰土工格柵應合理搭接，并用U 形鋼筋釘固定。土工格柵之間的摩擦力要小于土工格柵與填土之間的摩擦力，故要求相鄰土工格柵之間的搭接寬度盡量小，搭接長度一般不小于10c，。

（3）為使土工格柵在碾壓過程中少出現褶皺，除在相鄰兩幅格柵搭接處使用U 形鋼筋釘固定外，還需要在一副格柵中用U形鋼筋釘固定。U形鋼筋釘按照梅花形布設，布設間距以90cm左右為宜。

1.1.3路堤填土壓實

填土的鋪筑、壓實按照公路路基設計、施工規范要求進行，填土厚度一般不超過30cm，填土含水量應控制在最佳含水量范圍內，填土壓實度要滿足設計要求。除以上正常的路基施工要求外，還應注意以下事項：

（1）土工格柵鋪設好以后，要及時填土覆蓋及碾壓，防止土工格柵受陽光等紫外線照射老化。

（2）接觸土工格柵面10cm以內的路基填料，不可有大的堅硬粒料，其最大粒徑不大于6cm，以防止填料在碾壓過程中損傷土工格柵，從而使單位寬度的土工格柵強度降低。

（3）路堤填筑過程中，首先填筑路堤邊坡處，然后依次填筑到路堤內，這樣可防止格柵隆起，以免影響土工格柵的鋪筑質量。

（4）施工車輛不可在剛鋪筑好的土工格柵上行駛，嚴禁車輛在土工格柵上掉頭。

（5）土工格柵加筋路堤，其土體填筑質量不應因加筋而降低質量標準。碾壓前先檢查填土的厚度和平整度，確定其符合要求后，方可進行碾壓。選擇碾壓機具時，嚴禁使用羊足碾，以免損傷土工格柵。碾壓順序是先邊坡后堤身，碾壓輪跡重疊不小于30cm，嚴禁出現漏碾壓的現象。

1.1.4 土工格柵反包裹

將土工格柵折過來包裹住土袋，同時鋪設在路堤填土上，并張緊格柵。剪裁下一層土工格柵，重復步驟2～步驟4，鋪筑下一層土工格柵。

1.2 施工質量控制與檢查標準

由于土工格柵加筋路堤施工過程中，有些步驟難于量化，因此，施工全過程需要安排旁站人員進行外觀檢查。外觀檢查項目主要有：土工格柵的張緊程度；土工格柵的破損情況；土工格柵的固定情況，包括U形鋼筋釘的固定；填土的粒徑控制。

2、加筋土處理軟基的工藝與質量標準

土工合成材料應用于處理軟土地基時，主要目的是約束地基的側向變形；均勻化地基基底應力分布；提高地基的承載力；增強路堤的抗滑穩定性。處理軟基所用的土工合成材料，應選用強度較高、蠕變較小的機織土工織物或土工格柵，處理方法一般是在路堤的底部鋪設單層或多層土工合成材料。

2.1 加筋土處理軟基的施工工序與要求

2.1.1 施工放樣

按設計要求放出路堤的坡腳線，并做好標志保護工作。進行填筑前的清除表土、回填土的壓實及整平工作，同時檢驗基底土及其承載力是否與設計相符。

2.1.2鋪設土工合成材料

（1）鋪設土工合成材料之前，首先要檢查土工合成材料的破損情況，如織物破裂、格柵斷肋等。如有破損應進行修復，破損嚴重的嚴禁使用。

（2）盡量采用幅度較寬的土工合成材料，鋪設時使其強度高的方向置于垂直于路堤軸線方向，有利于發揮土工材料縱向強度高的優勢。

（3）鋪設的土工合成材料不允許有褶皺，要盡量張緊，必要時也可用U形鋼筋釘固定。

（4）土工合成材料與其下層表面盡量緊貼，不得因其上填土碾壓而移動。

（5）當鋪設2層或多層土工合成材料時，相鄰的上、下層土工材料接縫要交替錯開，錯開距離不小于50cm。

2.1.3 鋪設砂（礫石）墊層

嚴格按照設計要求的厚度鋪筑砂（礫石）墊層并整平壓實，表面嚴禁有碎石、塊石等堅硬凸出物。砂墊層用砂盡量采用中砂，其含泥量不大于5%；墊層所用礫石最大粒徑不超過8cm，含泥量不超過10%。與土工合成材料接觸的墊層材料，10cm以內最好用砂，否則，在碾壓過程中容易損傷土工合成材料。

2.1.4 路堤填筑

加筋砂墊層施工完成后，可在其上進行正常的路堤土填筑。與土工合成材料接觸的10cm以內的填土材料，其最大粒徑不超過6cm。另外，根據不同軟基的具體情況，采取不同的填筑方式。

2.1.5 施工觀測

軟土地基在填筑過程中，應設置沉降板進行沉降量觀測；同時，根據不同的觀測目標，布設相應的觀測儀器，按時進行測量、記錄。通常情況需要測量地基中的孔隙水壓力及軟基在填筑過程中的側向變形等。在觀測中，一旦發現異常情況，應及時調整填筑進度或修改施工方案。

2.2 加筋土處理軟基的施工質量控制

處理軟基的加筋墊層的施工質量控制內容主要有加筋材料的物理力學性能、砂（礫石）墊層鋪設寬度、厚度和平整度、加筋材料鋪設長度、寬度及其搭接寬度等。經檢查，物理力學性能指標符號設計要求。同樣，應安排旁站人員進行外觀檢查，即土工合成材料鋪設的張緊程度、土工合成材料本身的破損情況、填土粒徑的控制及填土攤鋪、碾壓的施工順序控制。

3、結束語

本文在現行市政道路加筋土設計、施工規范及成果基礎上，結合加筋土工程的施工實際過程，通過仔細分析梳理，提出了加筋土路基在施工過程中所需檢查的項目及標準。一般情況下，基本上能滿足加筋土路基施工的質量控制要求。根據不同的工程情況，可適當增加特殊檢查項目，如加筋材料鋪設偏離路基軸線、軟基處理時加筋材料的包裹長度偏差范圍等。

參考文獻

第5篇：土工合成材料的性能范文

關鍵詞：土工合成材料；水利工程；應用；分析

Abstract: soil synthesis material has light quality, high strength, integral sex is strong, wear-resisting, is not easy to decay, and construction, simple, easy to transport and material sources such as rich advantages, have been widely used in water conservancy project. For geosynthetic materials in water conservancy engineering application are discussed in this paper.

Keywords: geosynthetic materials; Water conservancy projects; Application; analysis

中圖分類號：TV 文獻標識碼：A 文章編號：

1土工合成材科在水利工程方面的應用

1.1混凝土壩防滲。

防止混凝土壩結構滲漏的增加，現行的方法是放空水庫后，在混凝土壩的上游面粘貼土工膜。沿垂直方向每隔2m設一水平不銹鋼槽，以夾緊土工膜。該方法的改善是先在混凝土壩上游面設置土工網格，然后將土工膜粘貼在土工網格上。設置土工網格的目的是收集滲過土工膜的水。土工膜用于該目的已有15年。據報道，它最早用于意大利，目前在全世界得到普遍的采用。

1.2土石壩防滲。

土工膜以及復合土工合成材料和粘性土形成的襯砌，已被用在土壩或土壩的上游面作為防滲體。土工膜應妥善防護，防止刺破，并妥善錨固。

1.3隧洞防滲。

現行的方法是將土工膜用于永久性混凝土里側的防滲體，與針刺的、較厚的無紡土工織物一起，將水導入設在隧洞底腳的排水出口，形成封閉的排水系統。

然而，土工膜及其下面的土工織物的布置是很困難的。土工合成材料會從臨時的護頂下垂，在永久性混凝土襯砌施工時容易遭到破壞。因此，現在的進展集中在施工方法的改進上。土工合成材料應和永久性混凝土襯砌同時施工．以避免在永久性混凝土襯砌施工時損壞土工合成材料。

1.4渠道防滲。

渠道防滲常采用復合土工膜進行渠道防滲襯砌。復合土工膜鋪設分渠底鋪設、坡面鋪設兩個部分。鋪設_期去：沿渠道軸線方向水平滾鋪；坡面鋪設在坡面驗收合格后，從順坡面軸線方向滾鋪，與渠底的復合土工膜連接采用丁字形連接。復合土工膜的上面均勻鋪設l0cm砂墊層，找平拍實后鋪設10cm混凝土。坡面復合土工膜鋪設合格后應及時鋪卜墊層壓蓋，防止風吹及復合土膜暴曬老化，同時做好混凝土護砌，加強復合土工膜的保護。用溝槽或夾條將復合土工膜和渠道非淹沒區連接、錨固。

2土工膜防滲施工工藝原理及流程

2.1施工工藝原理

土工膜規格型號150g／O.2 mm／150g針刺短線滌綸兩布一膜(PE膜)，是一種土工合成材料，具有較好的防滲效果。其防滲原理：一是將土工膜鋪設在需要進行防滲處理渠道坡面上，利用自身的連接形成整體坡面防滲體：二是使坡面鋪設的土工膜的下部與渠底坡腳鋪設的土工膜進行焊接，使土工膜與坡腳混凝土防滲板形成一整體：三是土工膜上部嵌入坡項混凝土壓帽墻下，使渠底混凝土防滲板、坡面土工膜、坡頂混凝土壓帽墻形成一個完全封閉的整體防滲體系。

2.2施工工藝流程

土工膜鋪設應在渠道迎水面坡面平整度、壓實度均達到設計要求，并經監理工程師驗收合格后進行。土工膜施工工藝流程如下：

施工準備一土工膜鋪設一土工膜焊接一質量檢驗一砂漿墊層的找平一漿砌混凝土預制板一驗收

3土工膜施工方法

3.1施工準備

清除渠道坡面上的尖角雜物，欠坡回填夯實、富坡削坡挖平后經監理驗收合格，為土工膜鋪設提供工作面。

3.2土工膜的鋪設

（1）鋪設方法

土工膜鋪設分渠底坡腳鋪設、坡面鋪設兩個部分。渠底坡腳鋪設應在渠底漿砌塊石墊層施工結束，驗收合格后進行。鋪設方法：沿渠道軸線方向在坡腳處水平滾鋪。坡面鋪設在坡面驗收合格后，從堤頂到堤腳沿渠道軸線方向緩慢展鋪，下部與渠底坡腳先前鋪設的土工膜搭接，上部留出30―50cm準備壓入渠頂混凝土壓帽墻下。

（2）技術要求

鋪設應在在干燥、暖和天氣進行。為了便于拼接，防止應力集中，土工膜鋪設采用浪形松馳方式，富余度約為1.5％。攤開后及時拉平、拉開，要求土工膜與坡面吻合平整，無突起褶皺，施工人員應穿平底布鞋或軟膠鞋，嚴禁穿釘鞋，以免踩壞土工膜。施工時如發現土工膜損壞，應及時修補。

3.3土工膜的拼接

（1）拼接包括土工布的縫接、土工膜的焊接。

（2）土工膜焊接采用熱熔焊法施工，嚴格控制焊接質量。焊接質量的好壞暈土工膜防滲性能成敗的關鍵。因此，土工膜焊接應由生產廠家派專業技術人應由生產廠家派專業技術人員到現場操作，指導，培訓，采用專用焊接設備ZPR一210V型熱合土工膜焊接饑焊接和手提式封包機縫接進行。

(3)焊接流程：

鋪膜一焊膜一縫底層布一翻面鋪好一縫上層布

(4)焊接工藝：第一幅土工膜鋪好后，將需焊接的邊翻疊(約60cm寬)，第二幅反向鋪在第一幅膜上，調整兩幅膜焊接邊緣走向，使之搭接10cm。

(5)焊接前用電吹風吹去膜面上的砂子、泥土等臟物，保證膜面干凈。在焊接處墊一條長木板，以便焊機在平整的基面上行走，保證焊接質量。正式焊接前，根據施工氣溫進行試焊，確定行走速度和施焊溫度，一般掌握行走速度1.5―2.5m／s，施焊溫度為220―300℃。拼接焊縫兩條，每條寬l0毫米，兩條焊縫間留有l0毫米的空腔，用此空腔檢查其焊縫質量。

3.4土工膜的錨固

（1）土工膜的錨固分上部與渠頂混凝土壓帽墻的錨固和下部與渠底現澆混凝土的錨固。上部錨固采用在渠頂混凝土壓帽墻基礎底部嵌入足夠長度土工膜，現澆混凝土壓蓋形式。下部錨固與現澆混凝土底板連成一體。

（2）技術要求

錨固好壞，關系到能不能組成一個封閉防滲體。下部錨固應待此段渠底漿砌石墊層施工完畢，并經監理驗收批準后方能進行。上部錨固待漿砌預制混凝土板完成后進行。

3.5砂漿墊層及預制塊鋪設

土工膜鋪設好后，先在其上面均勻鋪設3cm厚Ml0砂漿墊層找平拍實，然后漿砌鋪設8cm混凝土預制塊，并及時做好養護。坡面土工膜鋪設合格后應及時采取措施壓蓋、固定。

3.6土工膜施工質量控制

土工膜施工質量控制包括進場原材料質量控制、施工操作過程控制、施工完成后質量控制。

4、土工合成材料在施工中應注意的問題

4.1運輸、貯存中不得沾污、雨淋、破損，遠離火源，周圍不得有酸、堿等腐蝕性介質，不得長期曝曬和直立。

4.2材料進場時，應進行抽檢。施工時應有專人隨時檢查清基、材料鋪故方向、材料的接縫或搭接、材料與結構物的連接，每完成一道工序應按設計要求及時驗收，合格后，方可進行下道工序。

結束語：總之，在施工中要對土工膜和復合土工膜的使用經驗不斷的總結，要根據土工膜的工作機理、材料特性、工程的特殊和破壞模式，進行設計計算和方法分析。隨著土工膜材料在水利工程中的推廣應用，應充分了解土工膜材料的性能，施工時嚴格控制焊接工藝質量，進貨產品嚴格抽樣檢查，做好施工焊接的檢測。

參考文獻

第6篇：土工合成材料的性能范文

關鍵詞：土工合成材料； 工程管道；市政工程

中圖分類號：TU99文獻標識碼： A

目前，市政管道工程，尤其是流沙、軟土地質地區進行市政管道工程的修建時，常常會發生盲溝管淤堵、路面塌陷、管口脫開漏水等現象，需要耗費大量的財力、人力和物力進行維修。追其原因可以發現，大多數流沙地質條件下發生管道問題是因為在施工期間采取了不恰當的降水措施從而使地基土受到擾動造成的；大多數軟土地區出現管道問題都是因為在地基條件相對較差的情況下使用砂石基礎的柔性接口管道，后期不均勻沉降致使管道接口破壞從而發生漏水。對于天津地區而言，為配合道路工程建設，很多管槽回填的都是碎石料，當級配不良時，地基會受到一定程度的擾動，甚至會導致路面出現嚴重的坍塌現象。土工合成材料的原料是人工合成的聚合物，例如合成橡膠、化纖、塑料等，將它們做成產品，放到各種土體間或者土體的表面或內部，可以起到保護土體、使土體防滲、排水、隔離、反濾功能增強的效果。土工合成材料的廣泛應用和迅速發展，使市政管道工程難題的解決又多了一個新方法。

1、土工合成材料在盲溝排水設施建設中的應用

對于盲溝排水設施而言，其主要存在于明開槽施工降水工程、填埋場庫區以及擋土墻和地道工程建設之中。在確保級配良好的條件下，砂石料在濾水管周圍進行回填施工，并將其作為反濾層，這是最傳統的盲溝排水方法之一。實踐證明，因盲溝管的斷面非常的小，所以整個施工過程中，反濾料級配很難受到有效的控制，而且當盲溝管發生堵塞問題時，會影響工程運行效率。

現如今，由于土工合成材料的發展極為迅速，出現了很多新的產品，在工程中已經使用土工織物和塑料盲溝管材進行盲溝排水，塑料排水盲溝管具有很強的適應不均勻變形的能力和抗壓能力，孔隙率可以高達90%，將其與土工布的反濾功能有機的結合在一起，最常用的方法就是將土工合成材料沿側壁、槽底鋪設，將10厘米的級配砂石料鋪設到它的上面，然后鋪設塑料盲溝管材，在管頂以上15厘米處回填級配砂石料，在回填的級配砂石料頂面將土工合成材料搭接封閉，如圖1所示，按照具體工程在其上進行回填。這里的土工合成材料起到了保土和反濾的功能，同時還排水能力也很強。如果工程有較高的要求，可以將一層土工織物包覆到排水管的外側。現在也有塑料盲溝管和土工布的復合成品管材。

2、流砂土質區管道病害常見的原因

流砂是一種地質現象，它常常發生在地基被滲透破壞的不良工程中，是由于地下水滲流而使滲透力對土體發生作用而產生的。土體自身的滲流通道、水利條件、組織結構條件等因素與流砂現象的發展和發生有一定的關系。容易發生流砂現象的土層需要使如下條件得到滿足：

土的不均勻系數小于5；

土的顆粒組成中，粉粒含量大于百分之七十五，粘粒含量小于百分之十；

地層中的粉細砂層或粉土層的厚度大于二十五厘米；

處于飽和的狀態，含水量高于百分之三十。

通常情況下，流砂現象常出現在松散、飽和的粉砂地質、粉土、砂土地質中。在粉土層和粉砂中，因為其具有較小的滲透系數，所以常常出現塑性泥流或者流砂；而在砂性土層內，流砂常常是土體顆粒從少到多、從細到粗的漸進工程。

在流砂土質區，尤其是具有較高地下水位的情形下，明開槽鋪設市政管道的時候，主要有以下兩個病害：

第一，在施工開槽中，控制施工降排水和基坑支護是非常重要的。如果采用不當的降水和基坑支護措施，側壁滲漏處和基槽底部就可能發生土體跑冒流失的現象，在存在降水井的位置，地下水可能將土中的細砂粒、粉砂以及粉粒等沖走。由于土體顆粒流失，擾動了管槽周圍的土體，使地面的沉降存在了問題，更有甚者可能會造成邊坡塌方，基坑工程施工的條件變得惡化，已建成的附近工程有下沉或開裂的現象產生。

第二，在進行管道施工過程中，大多溝槽都采用碎石料進行回填，假如孔隙率由于管道砂石基礎和周圍回填碎石料的級配不良而增大，在流砂地質的情況下，地下水位在施工結束后回升或者別的原因致使地下水位變動都可以讓周圍的土體顆粒隨著滲透水流對管周碎石的孔隙進行充填，使原狀的地基土受到擾動。如果管道發生局部破裂或者脫口的現象，土體顆粒將隨著縫隙流入管道中，沿著管道的水流進行不斷的流失，從而使得管周的土體被掏空，地面沉陷，更嚴重的可能會使周邊建筑物受到影響。

3、應用土工合成材料解決溝槽回填病害的方法

一般情況下，粉砂土層和粉土容易產生流砂土質，它的地基承載力通常大于100千帕。如果場區具有較高的地下水位、管上地面進行碎石料回填時，能夠采用此方法：將土工合成材料沿側壁和槽底進行鋪設，它的上面將砂石作為基礎，用級配良好的碎石料對管頂及關側以上不小于40厘米的地方進行回填，保證密實度不小于90%，在回填的碎石料頂面對土工合成材料就行搭接封閉，如圖2所示，對其上進行回填時按照道路的要求進行。這里的土工合成材料起到了保土和反濾的功能，通過可以選用無紡或有紡土工織物，最好選擇土工織物質量為每平方米300到500克。

軟土地基主要分布在濱海地區，具有較低的地基承載力，后期承載量不均勻且量很大，持續沉降的世界比較長，尤其是市政基礎設施建設在一些新進吹填的近海地區時這些問題更嚴重?，F在將市政管道修建在軟土地區時，如果地基承載力小于70千帕時常使用鋼筋混凝土基礎，如果地基承載力不小于70千帕，同時又小于100千帕，常使用砂石基礎，在它的下邊進行一定厚度的軟土超挖，通過換填墊層的方法對其進行處理。對于開槽都很困難的濱海地區，超挖更是將難度增加，而且使用常規的換填墊層方法處理并沒有對管道不均勻沉降的現象起到很好的效果。

加筋處理軟土地基時使用土工合成材料，不僅能夠將超挖換填的厚度減小，還能在將地基承載力提高的同時，很好的對管道不均勻沉降進行控制。它的主要方法是將200毫米厚的中粗砂鋪設在軟弱基土的頂面，將土工織物鋪設到它的上邊，如圖3所示，然后再將砂石基礎做好，對管道進行鋪設。選擇土工合成材料進行地基強化時可以選擇高強土工布、土工筋帶、土工網以及土工格柵等等。

結語：隨著土工合成材料的快速發展，以及成功的在工程領域進行運用，對市政管道工程常見的一些問題的防治和處理起到了非常關鍵的作用。土工合成材料的主要功能是防護、防滲、隔離、排水、反濾和加筋，在進行土工合成材料的具體應用時，選擇材料要按照具體的工程結構和應用目的進行合理選擇。將土工合成材料完美的應用到市政管道工程中，為市政管道工程的發展增添一份力量。

參考文獻:

[1]盧全軒.土工合成材料在水利工程中應用的壽命問題[J].廣西水利水電.2009（03）.

[2]陳斌.土工合成材料在水利工程中的應用及其施工方法研究[J].價值工程.2013（07）.

[3]劉征.土工合成材料在市政道路工程中的應用[J].知識經濟.2012（02）.

第7篇：土工合成材料的性能范文

關鍵詞：土工格柵， 路基， 不均勻沉降

Abstract: the roadbed fill in taking on both sides of the mechanical structure dig quite different, appear easily uneven settlement, seriously affect the service life of the road, railway, therefore, this place become guarantee the quality of the key parts of the road. For such part of the way was using the conventional treatment RCC layer, but the effect is not good. This article through the examples of engineering application introduced in roadbed fill the dig imbuing laid grille reduce subsidence and control the uneven settlement construction method, construction to provide the reference for the similar projects.

Keywords: grille, roadbed, uneven settlement

中圖分類號：U213.1文獻標識碼：A文章編號：

土工格柵作為我過90年代從意大利引進的土工施工技術，在解決鐵路和高速公路填方路基不均勻沉降的問題上發揮了重要的作用。浙贛鐵路橫跨江西、浙江兩省，大部分位于江西省中部，地形較復雜，氣候潮濕，高填深挖比較多，線路經過地區以東部以平原、西部以丘陵山地為主，軟基多。山區地段填方高度達到了25米，浙贛鐵路提速改造工程對于路基的穩定性，工后沉降要求較高，解決路基的沉降量，和保持路基的穩定性成為路基施工中的重要的技術問題。浙贛鐵路提速改造工程九標段在路基填挖交界處以及半挖半填地段，除了采用A、B類土作為填料并按規范做好碾壓外，還鋪設了一定數量的土工格柵來控制路基的沉降。通過沉降觀測，路基經過一個雨季后的工后沉降量不到10mm。通過工程施工試驗證明，在路基的填挖結合部位鋪設一定數量的土工格柵可以改變土體的力學性能，有效的克服路基的不均勻沉降問題，保持路基的穩定性。

1 土工格柵的特點

土工格柵是一種用高密度聚乙烯（HDPE）等聚合物為主要材料，加入了一定的防紫外線，抗老化助劑，經擠壓加工再拉伸制作而成的格柵狀土工合成材料?；蛞愿邚姸然w為原料制作的格柵狀土工合成材料。根據材料在平面的兩個方向上抗拉強度的不同，有單向土工格柵（TGDG）和雙向土工格柵（TGSG），同時按抗拉強度的大小，又有多種型號的單向和雙向土工格柵。

本工程中使用的是TGSG25-35型雙向拉伸聚乙烯土工格柵，其縱向強度均勻，耐久性好，具有很高的抗拉強度、柔韌性、延展性以及較高的抗疲勞性能。在土木工程應用中，主要有加筋、壓實、抗變性和隔離作用。此外，其網狀結構可使空隙水壓力更快的消散，借助于格柵網面層的高摩阻力而產生的高抗拉強度，可以增加結構層材料的整體性和剪切強度。

2 理論依據淺析

按摩擦加筋原理解釋為：土工格柵布設于填挖交界、半填半挖部位的路基中，沉降量小的一端相當于錨固端，沉降量大的一端則相當于自由端，自由端下沉時的剪切破壞受土工格柵的約束，土工格柵企圖從錨固端拉出，而錨固端受到其上部土體的重力作用所產生的摩擦力的影響阻止了自由端的下沉，從而維持了土體的穩定性，也就控制了路基的不均勻沉降。摩擦力T的大小與上部土體的重量N，摩擦系數F以及錨固端長度成正比關系：T=2FLγ（γ代表覆蓋土的容重）。

3 土工格柵布設的一般規定

3.1 土工格柵布設地段

土工格柵布設在沉降量有差異的地段，主要包括路基填挖交界處（圖一）、半挖半填地段（圖二）以及路基幫寬填筑地段（圖三）。

圖一：路基縱向填挖結合部土工格柵布置圖

圖二：路基橫向填挖結合部土工格柵布置圖

圖三：并修、撥移路堤幫填地段

3.2 土工格柵布設層位

在進行路基施工過程中,布設土工格柵的最佳層位應使摩擦力T盡量靠近極限抗拉強度。充分考慮工程投資、工期及土工格柵在保證路基質量方面的輔助作用，確定土工格柵布設在路基頂面以下200cm（路基幫寬填筑地段為150cm）位置。路基縱向填挖交界處沿縱向設臺階，臺階寬度不小于1m，臺階底設置2～4%向內傾斜的坡度，按臺階設土工格柵。路基橫向填挖結合部在路槽頂面以下200cm位置設土工格柵，間距1.5m，設2～4層。

3.3 土工格柵布設方向

土工格柵的布設根據挖填結合部形式的不同采取不同的布設方向。在路基填挖交界處，土工格柵縱向與路線縱向平行布設；在路基半填半挖處，土工格柵縱向與路線縱向垂直布設。

4 土工格柵鋪設具體措施

4.1 土工格柵材料準備

本工程選用土工格柵材料的縱向屈服伸長度率≤13%，橫向屈服延伸率≤16%，每延米縱向拉伸屈服強度≥25KN/m，每延米橫向拉伸屈服強度≥35KN/m的雙向型土工格柵TGSG25-35。鋪設前對有褶皺的土工格柵，一定要拉直整平。

4.2 土工格柵鋪設

采用預拉加筋工藝鋪設土工格柵。鋪設時先整平清掃下承層，然后攤開土工格柵，沿土工格柵縱向利用人工預拉，使其承受一定的預應力，并利用U型釘固定在路基上。施工過程中不允許出現土工格柵鼓包、斷裂現象。

土工格柵鋪設要求幅之間縱向采取密貼排放，橫向采用連接棒連接或搭接法連接，連接強度不低于設計強度，橫向接縫錯開不小于1m?？v向搭接采用重疊或捆綁的方法，重疊搭接長度不小于30cm，捆綁搭接長度過不小于10cm，捆綁法用聚乙烯繩螺旋式的將上下格柵條捆綁在一起。鋪設時使格柵與土層密貼，每隔一定距離用U型釘將格柵固定。

格柵鋪設后及時用砂或其他滲水材料覆蓋40cm厚，并按設計要求鋪回折段砂，外邊逐幅回折1m，用砂壓住，然后進行整平、壓實達到設計要求。

4.3 鋪設土工格柵的路基碾壓

對鋪設土工格柵的路基進行碾壓時，禁止重車和其它施工機械直接碾過土工格柵表面。鋪設好土工格柵后，每一層填土可在土工格柵旁邊卸土，用推土機攤鋪土方，碾壓時采用輕型壓路機壓實，避免損傷土工格柵。

4.4 土工格柵保存

土工格柵保存在陰涼的地方，禁止將土工格柵長時間暴露在太陽光下超過48h。

5 實施效果

在路基施工過程中，通過在路基填挖交界、半填半挖地段以及路基幫寬填筑地段使用土工格柵不僅保證了路基穩定性，而且減小了沉降并控制不均勻沉降。從工程的實際情況看，路基質量穩定，無明顯的路基沉降現象，說明土工格柵在保證路基穩定性及減少沉降上起到了明顯的成效。

6 應用前景

由于土工合成材料所具有的功能和特征性及其在工程實踐中的卓越成效，現在土工合成材料己經廣泛應用于鐵路、公路工程的路基、路面、排水、防護等各種結構中。

——加筋土擋土墻公路旁邊和垂直擋土墻中加鋪土工合成材料，可提高擋墻的承載能力。

——路面、路基增強土工合成材料可用于公路路面、路基的補強，尤其是在軟地基的公路，解決了路面裂縫、車轍壓痕問題，可大大提高路面、路基的承載力和使用壽命。

——邊坡防護用土工合成材料鋪在鐵路、公路邊坡上，可防邊坡上的石塊和泥土滑落到路上，危及行車安全。

第8篇：土工合成材料的性能范文

關鍵詞 土石壩防滲設計土工膜

引言:

土石壩是最普遍采用的一種壩型。不論是在全世界，還是在中國，與其他壩型相比較，土石壩都占絕對的優勢，與世界土石壩占大壩總數的82.9%，在中國土石壩數量占到大壩總數的93%，且大多是在建國后的第一個五年計劃(1953～1957年)和第二個五年計劃〔1958～1962年〕時期以及十年“”期間修建，這些工程都是在“三邊”(邊勘測、邊設計、邊施工)工作方式下進行并完成的。特別是小型水庫更是存在“四不清”(來水域、流域面積、庫容、基礎的地質情況均未調查清楚)就動工修建。不少的工程雖然完成，但工程質量很差，“后遺癥”很多，留下了隱患，經過了近40年的運行，造成了大批的病險水庫。根據1981年的統計資料，我國由滲流而引起的破壞事故率約占31.7%。至1981年全國有2391座水庫失事，其中大型11座，其余為中小型，由于中小型水庫缺少水文地質資料，漫壩沖垮者最多，占51.5%，其次就是滲漏導致垮壩，占29.1%，說明由于滲漏而造成的潰壩問題是相當嚴重的。本文鑒于土石壩設計中對滲透破壞的考慮,應采取一定的工程措施,減小因滲透造成的對土石壩的危害。目前，土工膜防滲技術在我國土石壩中的應用已漸趨成熟。特別是近年來，在新建的中低土石壩、病險土石壩以及堤防的除險加固中等應用較廣。筆者將通過對土石壩防滲基本情況的說明,土工膜在土石壩中的應用,給解決因滲透水流造成的對土石壩的滲透破壞問題提出一些僅供參考的解決方法。

一、土石壩及其基本情況

土石壩是利用砂、土、砂礫以及石料等壩址附近的當地材料填筑而成的擋水建筑物,因此又被稱為當地材料壩。土石壩是世界上最古老且應用范圍較廣的壩型。

土石壩之所以得到廣泛應用的原因在于:(1)可就地取材,節省“三材” ；(2)對壩基要求相對低,對地形、地質條件適應性強；(3)隨著大型高效的土石方施工機械的采用,加快施工進度,縮短建設工期,提高經濟效益；(4)在一般情況下,尤其是在覆蓋層較深時,與其他壩型相比,土石壩的造價往往較低；(5)應用管理方便,便于維修、加固、培厚和擴建；(6)由于巖土力學理論發展,電子計算機技術在土石壩中的廣泛使用,以及土石壩工程的積累,壩體防滲結構和防滲材料得到改進,為建筑高土石壩提供了有利條件,土石壩得到了有利發展。

二、 土工膜防滲設計

工程實踐證明，利用土工膜防滲技術進行土石壩的防滲，具有防滲效果好，工程施工簡單，造價低廉等特點。因此，可利用土工合成材料做防滲的工程包括：土石堤、壩的防滲，地基垂直防滲墻及水平鋪蓋，堆石壩及碾壓混凝土壩的上游面防滲體，渠道、蓄水池和水庫的防滲襯砌，水閘及水工隧洞的防滲體，施工圍堰，土壩加高防滲等。

（一）土工合成材料及土工膜簡介

土工合成材料是應用于巖土工程的以人工合成的聚合物為原材料制成的一種新型工程材料。土工合成材料在水利水電工程方面的應用主要包括：防滲，排水和反濾，隔離和封閉，護岸和護底工程，加筋和加固，防汛搶險等方面。防滲功能是一種防止水滲透的功能，而常用的防滲材料為土工膜。土工膜是一種以聚合物或瀝青作為材料制造而成的基本不透水的薄膜狀土工合成材料，又稱防滲膜。土工膜防滲結構具有不透水性強，抗凍性好，重量輕，體積小，厚度薄，便于施工和造價低的特點，得到廣泛的應用。

（二）土工膜材料選擇

在采用土工膜防滲技術時，對土工膜品質及性能提出以下要求：(1)具備足夠的抗拉強度，能承受施工鋪設時的拉應力和使用期在水壓力作用下不損壞；(2)在設計應用條件下，有足夠長的壽命；(3)在侵蝕性的液體中，有足夠的抗化學侵蝕能力。選擇時，其除了滿足防滲要求外，還應滿足膜本身強度、防滲性、抗化學侵蝕等方面的要求，而且必須結合工程實際情況，考慮各種薄膜性能、單價、產品質量等方面的因素，經濟技術比較后選定。選定的土工膜必須滿足工程要求，達到技術指標，有特殊工程需要的滿足特殊要求極其相關規定。

（三）土工膜厚度的確定

土工膜厚度的確定應依據防滲和強度兩個方面來考慮，其與墊層平整度，材料允許拉應力及彈性模量有關。土工膜厚度的合理與否，是確保土工膜在水壓力下不被刺穿漏水的關鍵因素之一。1998年11月的水利水電工程土工合成材料應用技術規范要求一般選用0.5mm厚度土工膜。不宜選用太薄，太薄易破損，施工保證率小，太薄的土工膜工程質量難以保證，膜上會有非常細小，肉眼看不到的砂眼，小孔洞，應用后會帶來不良后果。隱蔽工程還要求厚度大于0.5mm為更好。土工膜厚度核算公式較多，視工程實際情況選擇合理的計算公式。當墊層土體粒徑d22mm時，一般采用下式進行計算：

3-1

式中--土工膜的厚度，mm；

--鋪設薄膜范圍內的最大水頭，m；

--墊層土壤最大粒徑，mm；

--膜的允許拉應力，kPa；

--薄膜的彈性模量,kPa。

利用土工膜進行防滲時，對計算所得理論厚度，然后考慮其他因素，確定最終的采用值。

（四） 防滲結構設計

在一般土石壩工程中，為了有效保護土工膜防滲體的正常工作，土工膜防滲結構一般由上面保護層，上下墊層，土工膜，支持層等幾部分組成。支持層是對下墊層和防滲土工膜起到穩定可靠的支撐作用，使土工膜受力均勻，免受局部集中應力的破壞。支持層可用級配良好的壓實砂礫料，壓實土層等材料。下墊層具有保護土工膜不被支持層材料破壞的作用，并使土工膜受力均勻。下墊層可采用細粒土，土工織物等材料。上墊層可以使土工膜在水中不被漂起并防止膜料老化，可以用透水性良好的砂粒料，瀝青砂漿等透水且顆粒較小的材料。上層保護層是外界接觸的最外層，具有防御外界水流沖刷，凍冰損壞，紫外線輻射以及膜下水壓力的頂托等作用。上面防護層的結構，層次和材料與工程的重要性，工程規模和使用條件等有關，視工程的具體情況確定合理的設計方案。用土工膜防滲結構防滲一定要做好整體性防滲處理，土工膜的鋪設一般按照由下而上的順序鋪設，其接縫排列方向與最大坡度線平行，土工膜焊接形式一般采用雙焊縫搭接，焊縫雙縫寬度為2×10毫米，要與不透水地基和岸坡嚴密結合，并注意排水問題。土工膜防滲在我縣病險水庫除險加固建設中使用較多，收到良好的效果。土工膜防滲結構如圖1所示。

圖1、土工膜防滲結構

三、土工膜防滲的施工質量

應用土工膜防滲技術首先必須科學設計，嚴把材料質量關，其次要精心施工，嚴格按照《水利水電工程土工合成材料應用技術規范》操作。施工時要耐心操作，切莫急于求成，忽視質量，鋪膜前應檢查基面是否仍有小石子等。施工中應注意土工膜的保護，以防止損壞和老化，鋪設完畢要檢查薄膜有無破損，是否需要修補，接縫是否緊密。要經常檢查墊層和保護層土料質量、填土厚度、填土夯實質量等。要重視質量監督檢查，嚴格驗收檢驗，每道工序完成需經質檢人員驗收合格后，方可進行下一工序，不合格的要及時返工。另外，要加強運行期間維修管理，發現保護層沉陷、裂縫應及時整修，只有保證保護層斷面完整，才能保持理想的防滲效果。

結束語：

土工膜防滲結構在國內某些工程中獲得成功，證明了土工膜是一種理想的防滲材料。用土工膜防滲結構，簡化了防滲設施的構造，提高了工程防滲能力，縮短了工程工期，降低了工程造價，提高了工程效益。但是作為土石壩整體防滲設計需求，土工膜防滲結構是遠遠不夠的，如前文所述，土工膜一般用于堆石壩的上游壩面防滲體。如何進一步拓寬其使用范圍，與其他防滲措施相結合，按照經濟合理的總體要求，實現土石壩的總體防滲要求。另外，由于土工膜產品的性能，品種和尺寸規模上不能滿足要求，以土工膜為代表的土工合成材料在水利水電工程方面的應用受到一定限制。研究滿足使用要求的高質量的土工合成材料，重視工程實踐經驗，進一步開展在土工膜材料設計施工監測等方面的研究，在工程應用中檢測、科研、設計、施工、管理多方協作，促進土石壩防滲技術以及土石壩的發展。

參考文獻：

第9篇：土工合成材料的性能范文

1前言

目前設置橋頭搭板是使橋梁平穩過渡到道路的最普遍的做法，普通橋頭混凝土橋頭搭板如圖1.0-1所示。

圖1.0-1普通橋頭混凝土橋頭搭板

在圖1中①處搭板同路面基層的剛柔過渡處，由于搭板的沉降量比路面基層的沉降量要小得多，使瀝青面層在搭板和路面基層相接處產生剪應力，當剪應力超過面層抗剪強度時，面層即在搭板同路面基層相交處產生裂縫。該病害增加行車的風險，影響了行車的舒適性，對道路的工作狀況產生不利影響；同時由于車輛在橋頭加速或減速，必將增加車輛的能耗和廢氣排放。據統計全國每年為處理橋頭搭板病害花費高達8億元以上。

針對普通搭板的缺陷而改進了的楔形混凝土橋頭搭板技術，經過工程檢驗能有效預防搭板處路面裂縫。

2技術特點

2.1將剛性搭板同相對來說的柔性基層的剛柔過渡由普通橋頭混凝土搭板的一條縫變成了楔形混凝土橋頭搭板的1m長的緩沖帶，使由沉降差引起的剪應力分布由一條線分散成一個面，極大地改善了瀝青面層的受力狀態。

2.2在此過渡段加鋪能夠吸收應力的土工材料，減少路面在該處產生裂縫的可能性，有效地延長路面的使用壽命。

3適用范圍

本技術適用于采用半剛性基層瀝青路面結構形式的道路工程的橋頭搭板施工。

4工藝原理

搭板末端采用如圖4.0-1所示的上邊短、下邊長的楔形構造，使路面基層同搭板的沉降差有了緩沖過渡段，同時在此過渡段加鋪防裂的土工材料，顯著地降低了瀝青路面在此處的剪應力，減少路面在該處產生裂縫的可能性，有效地延長路面的使用壽命。

圖 4.0-1 楔形混凝土橋頭搭板

5施工工藝流程及操作要點

5.1工藝流程（見圖5.1-1）

圖5.1-1

5.2操作要點

5.2.1臺帽靠背澆筑前將靠背處預埋鋼筋按設計要求綁扎牢固。

5.2.2臺背土應在臺背混凝土強度達到設計強度70%后分層回填壓實，混凝土結構處壓路機碾壓不到處用小型夯實設備夯實。

5.2.3搭板施工前對基層進行檢查；基層表面應平整、密實，拱度與搭板底拱度應一致；基層強度、剛度、高程符合要求。在基層上按設計恢復搭板各塊混凝土板塊的邊線。

5.2.4搭板鋼筋、伸縮縫預埋鋼筋和傳力桿的規格、尺寸應準確，安裝應牢固、位置準確。搭板鋼筋按圖5.2.4-1布置。搭板傳力桿按圖5.2.4-2每30cm布置一道。安裝搭板鋼筋同時安裝好伸縮縫預埋鋼筋。

圖5.2.4-1 搭板鋼筋布置示意圖

圖5.2.4-2 傳力桿布置示意圖

5.2.5混凝土模板采用12mm厚竹膠板；外側采用50mm×100mm方木，間距2.5m；橫檔采用Φ48mm×3.5mm腳手鋼管，上下各一道。模板安裝應接縫嚴密、并保證搭板形狀、尺寸及結構相對位置；為防止楔形部分模板上浮，將Φ20mm鋼筋錘擊入基層1m，縱橫向間距各0.5m，通過螺絲將模板固定。施工前應在模板與混凝土的接觸面應清理干凈并涂刷隔離劑。

5.2.6混凝土澆筑前，應對模板、鋼筋、預埋件等進行檢查，確認符合設計和施工要求；模板內無雜物、積水，鋼筋上無污垢；混凝土必須滿足設計的混凝土強度等級，并具有較好的施工和易性，并在其初凝前澆筑完成；混凝土澆筑時自高處傾落的自由高度不應超過2m，以防止混凝土離析；搭板楔形部位振搗需適當增加振動棒插入密度和時間，確保振搗密實；搭板頂面應平整，頂面標高符合施工圖要求。

5.2.7搭板澆筑完成后的，及時覆蓋并灑水養護；采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥，灑水養護時間不少于7d；摻用緩凝劑的混凝土，灑水養護時間不少于14d。

5.2.8搭板混凝土強度達到2.5MPa后，方可拆除模板；模板拆除后應立即清理養護，方便下次使用。模板拆除后盡快切除伸縮縫部位混凝土，并鑿毛。

5.2.9搭板強度達到實際強度70%后方可進行搭板底以上部位的半剛性基層；楔形部位處應用小型夯實設備夯實而不可用重型壓路機壓實。

5.2.10搭板楔形部位敷設1層寬1.5m的土工合成材料，搭板上50cm，基層上1m。土工材料鋪設要緊貼瀝青路面下承層，平整，無皺折，盡量張緊，插釘固定，土工材料通長無接頭。

6材料

6.1材料

主要有鋼筋、混凝土、土工合成材料、型鋼伸縮縫、鋼模板或木制模板。

7質量控制

7.1基本要求

7.1.1鋼筋的品種、規格、性能等均應符合國家現行標準《鋼筋混凝土用鋼》（GB1499）、《冷軋帶肋鋼筋》（GB13788）的規定和設計要求。鋼筋加工和焊接質量應符合《鋼筋焊接及驗收規程》（JGJ18）《鋼筋機械連接通用技術規程》（JGJ107）規定和設計要求。鋼筋安裝時，數量、形狀應符合設計要求。

7.1.2混凝土用水泥應按現行國家標準《混凝土結構工程施工質量驗收規范》（GB50204）的規定進行強度、細度、安定性和凝結時間的試驗?；炷劣玫V物摻合料的技術條件應符合現行國家標準《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T1596）、《用于水泥中的火山灰質混合材料》（GB/T2847）等的規定，并應有出廠檢驗報告和產品合格證。混凝土骨料的顆粒級配范圍、各項技術指標以及堿活性檢驗應符合國家現行標準《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準》（JGJ52）的有關規定?；炷翉姸葢船F行國家標準《混凝土強度檢驗評定標準》GHJ107的規定檢驗評定。

7.1.3臺背回填土壓實度按城鎮道路工程施工與質量驗收規范（CJJ1-2008）表6.3.12-2控制。臺背處半剛性基層施工質量按公路路面基層施工技術規范（TJT034-2000）控制。

7.1.4搭板應保證橋梁伸縮縫貫通、不堵塞，且與橋臺錨固牢固。搭板基底應平整、密實，并在基底上鋪3～5cm水泥砂漿墊層。橋頭搭板不得有蜂窩、露筋，搭板表面應平整、邊緣應順直。

7.1.5土工合成材料技術性能應符合《土工合成材料塑料土工格柵》（GB/T17689-2008）、《彈性體改性瀝青防水卷材》（GB18242-2008）要求和設計要求。土工合成材料敷設、膠接、錨固和回卷長度應符合設計要求。土工合成材料下承層不得有突刺、尖角。

7.1.6瀝青面層施工質量按《瀝青路面施工及驗收規范》（GB50092-96）控制。

7.1.7伸縮縫施工質量按《城市橋梁工程施工與質量驗收規范》（CJJ2-2008）20章第4節控制。

7. 2主要實測項目

主要實測項目見表7.2-1、表7.2-2。

表7.2-1 鋼筋安裝實測項目

表7.2-2 橋頭搭板允許偏差

8效益分析

8.0.1 采用楔形混凝土橋頭搭板技術，使剛性搭板同相對來說的柔性基層有了剛柔過渡段，使柔性基層的沉降變形有了緩沖，成功解決了瀝青面層在常規橋頭搭板和路面基層相接處因沉降差異而產生裂縫的質量問題，減少了后期的維護費用的同時降低了道路維修頻率，使交通更為通順，提高社會對道路服務的滿意度。因采用楔形混凝土橋頭搭板技術的路橋過渡段更為平順，減少了車輛在橋頭的加速或者減速，降低了車輛的能耗和排放，契合了節能型社會要求。

8.0.2該技術因增加了部分鋼筋混凝土和土工材料，在施工過程中增加了一些費用，但比道路使用過程中產生的維護費用而言微不足道，從長遠角度看，為業主節約了成本。