基础工程课件 第六章 土工合成材料
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土工合成材料地基(一)、土工织物地基土工织物地基又称土工聚合物地基、土工合成材料地基,系在软弱地基中或边坡上埋设土工织物作为加筋,使形成弹性复合土体,起到排水、反滤、隔离、加固和补强等方面的作用,以提高土体承载力,减少沉降和增加地基的稳定。
图7-41为土工织物加固地基、边坡的几种应用。
…… .1.材料要求土工织物系采用聚酯纤维(涤纶)、聚丙纤维(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。
一般用无纺织成的,系将聚合物原料投入经过熔融挤压喷出纺丝,直接平铺成网,然后用粘合剂粘合(化学方法或湿法)、热压粘合(物理方法或干法)或针刺结合(机械方法)等方法将网联结成布。
土工织物产品因制造方法和用途不一,其宽度和重量的规格变化甚大,用于岩土工程的宽度由2~18m;重量大于或等于0.1kg/m2;开孔尺寸(等效孔径)为0.05~0.5mm,导水性不论垂直向或水平向,其渗透系数k≥10-2cm/s(相当于中、细砂的渗透系数);抗拉强度为10~30kN/m(高强度的达30~100kN/m)。
2.特点和适用范围土工织物的特点是:质地柔软,重量轻,整体连续性好;施工方便,抗拉强度高,没有显著的方向性,各向强度基本一致;弹性、耐磨、耐腐蚀性、耐久性和抗微生物侵蚀性好,不易霉烂和虫蛀;而且,土工织物具有毛细作用,内部具有大小不等的网眼,有较好的渗透性(水平向1×10-1~1×10-3cm/s)和良好的疏导作用,水可竖向、横向排出。
材料为工厂制品,材质易保证,施工简便,造价较低,与砂垫层相比可节省大量砂石材料,节省费用1/3左右。
用于加固软弱地基或边坡,作为加筋使形成复合地基,可提高土体强度,承载力增大3~4倍,显著地减少沉降,提高地基稳定性。
但土工聚合物存在抗紫外线(老化)能力较低,如埋在土中,不受阳光紫外线照射,则不受影响,可使用40年以上。
适用于加固软弱地基,以加速土的固结,提高土体强度;用于公路、铁路路基作加强层,防止路基翻浆、下沉;用于堤岸边坡,可使结构坡角加大,又能充分压实;作挡土墙后的加固,可代替砂井。
浅谈土工合成材料一、概述土工合成材料就是指通过与土体、岩石或其她岩土工程材料相接触,应用于土木工程领域的各种人工合成的或天然的聚合物材料制品。
随着材料工业的发展与工程应用的不断创新,土工合成材料的概念也处于不断完善之中。
比如出现一些三维织物、土工泡沫、新型加筋材料等,而且基本不再用天然聚合物来生产土工合成材料制品。
二、土工合成材料的类型1、土工织物土工织物俗称土工布,就是经过织造、非织造或编织方法制成的,由纤维或纱线构成连续的平面状材料。
这种材料具有柔性与透水(气)性,通常呈织物外观。
一般划分为有纺土工织物与无纺土工织物。
土工织物在工程应用中可发挥隔离、过滤、排水、加筋与侵蚀控制等作用。
2、土工格栅土工格栅就是一类在制造过程中经过定向拉伸的具有网格状外观的开口式土工合成材料。
常见的有单向拉伸土工格栅与双向拉伸土工格栅两种。
土工格栅的主要作用就是用于土体的加筋加固。
3、土工膜土工膜就是由一种或几种合成材料制成的连续的柔性膜状材料。
土工膜具有很低的渗透性,其渗透系数小于,几乎不透水。
可用作封闭液体或气体的防渗衬里与防扩散屏障。
4、土工网土工网包括平面型的多用于防护的工程网与具有三维结构的排水土工网两类。
后者就是由两组平行挤出的聚合物以恒定锐角交叉(在节点处融合在一起)形成的开放式网格状土工合成材料。
这种交互式网格构成了网内多孔结构层,因此,排水土工网具有较强的输导液流或气流的能力。
这种土工网在工程应用中常作为排水材料。
5、土工复合材料土工复合材料就是由两种或多种土工合成材料复合而成的一大类土工合成材料。
土工织物与土工膜可构成复合土工膜,土工织物与土工网可以构成复合排水板,以及软土地基排水固结法中常用的预制垂直排水带(PVD),这些都就是典型的土工复合材料。
PVD就就是由土工织物滤层包裹塑料排水芯带制成的复合材料。
将具有各自特性的不同类型材料有目的地结合在一起的土工复合材料,在工程实践中可以起到排水、反滤、隔离、防渗、加筋等作用,为工程实际问题提供针对性的解决方案。