第6章土工合成材料共108页文档
土工合成材料文档-2023年学习资料
挡土墙分类-1.重力式挡土墙-重力式挡土墙是依靠墙体自重抵抗土压力作用-的一种墙体，所需要的墙身截面较大， 般由砖、-石材料砌筑而成。-·55-5·5-0·5-≥6-a俯斜-b直立-c仰斜-d衡重
2.悬臂式挡土墙-悬臂式挡土墙一般是由钢筋-混凝土制成悬臂板式的挡土墙。-墙身立壁板在土压力作用下受-不季 S-弯，墙身内弯曲拉应力由钢筋-承担；墙体的稳定性靠底板以-立墙-上的土重维持。悬壁式挡土墙-般适用于墙高 于5m、地-意司下-基土质较差、当地缺少石料的-情况，多用于市政工程及贮料-墙趾-墙踵-仓库。
工程实例-抗滑挡墙土工合成材料共68页文档
工程实例-抗滑桩排土工合成材料共68页文档
工程实例-号0D日-预应力锚索框架
工程实例-锚索抗滑桩和锚索地梁
工程实例-坡脚锚索抗滑桩，中部锚索框架
工程实例-90是-坡脚锚索抗滑桩，以上锚索地梁
工程实例-同上土工合成材料共68页文档
工程实例-坡脚桩板墙
挡土墙的选型-使墙后土压力最小->墙的背坡和面坡坡度的选择->基底逆坡坡度选择-寇皮Q1:1->墙趾合阶2:1岩岁-皮L:Q4-皮1：025-h:a=2:1-a≥0.2m-e≤0.25b
片材、管材结合枝状布置-片材、管材结合满铺-号-证5跑红情*《饺了直以
第7章：挡土墙土工合成材料共68页文档
重力式挡土墙-锚索桩板挡土墙-8168
建筑糟-地下室-a}-fb》-可石，煤，-砂或碎石-e-d-图71挡土墙皮用举例-:》支撞建筑物周围填土的 土墙：b地下室侧墙-【:》桥台：d贮戴粒状的挡墙
4.板桩式挡土墙-支撑-彩-板桩式挡土墙按其构造形式可-分为悬臂式和锚定式两类。这种板-Ea-Ep-桩墙靠 入土中部分来维持整体平-衡。-c板桩墙-锚定板-锚杆-墙板-基岩
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4、蠕变特性
材料蠕变是指材料在受力大小不变条件 下．其变形随时间增长而逐渐增大的现象， 蠕是土工合成材料的重要特性之一．是材料 能否长期使用的关键。
5、耐久性
人工合成材料的耐久性主要指对紫外线辐射、 温度变化、化学和生物侵蚀、干湿变化、冻 融对机械磨损等外界因豢变化的抵御能力， 材料的耐久性主要与聚合物的类型及添加剂 相关。
二、力学特性
反映土工合成材料力学特性的指标主要有 拉伸特性及抗拉强度、撕裂强度、水力学特 性、蠕变特性等。
1、拉伸强度及特性
土工合成材料是柔性材料。大多通过其抗 拉强度来承受荷载以发挥工程作用，因此抗 拉强度及其应变是土工合成材料的重要特性 指标。
土工合成材料的抗拉强度与测定时的式样 宽度、形状和约束条件有关。必须在标准规 定的条件下测定。土工织物在受力过程中厚 度是变化的。不易精确测定，故其受力大小 一般以单位宽度所承受的力来表示。单位为 kN／m或N／m，而不是习惯上所用的单位面 积的应力来表示。
5．路面裂缝防治
(1)土工合成材料在道路路面工程中的应用主要是减少或延缓 反射裂缝的数量，减少沥青路面的车辙，在半刚性基层沥青 路面中还可适置当提高(底)基层的疲劳寿命。
(2)土工合成材料放在沥青路面面层上部可减少温度裂缝， 放在下部可防止反射裂缝．在(底)基层底部可增加半刚性材 料的疲劳寿命。
2．单位面积质量
单位面积质量为单位面积土工合成材料具 有的质量。它反映材料多方面的性能，如抗 拉强度、顶破强度等力学性能以及孔隙率、 渗透性等水力学性能，通常以g／m2表示， 是土工合成材料的重要物理性能之一。土工 织物和土工膜单位面积的质量受原料密度的 影响，同时受厚度、外加剂和含水量的影响。 常用的土工织物单位面积质量一般在50～ 1200g／m2的范围内。
土工合成材料规范
土工合成材料规范土工合成材料是一种由合成纤维和土工薄膜组成的新型复合材料，具有较高的抗拉强度、抗渗透性和抗老化性能，被广泛应用于土木工程中的防水、防渗、加固和护坡等方面。
为了保证土工合成材料在工程中的有效使用，制定了一系列的规范和标准，以规范土工合成材料的选用、施工和验收，保障工程质量和安全。
首先，土工合成材料的选用应符合相关的规范要求。
在工程设计中，根据工程的具体情况和要求，选择适合的土工合成材料种类和规格，确保其符合工程的设计要求和使用环境。
同时，要注意土工合成材料的质量标准和性能指标，确保其质量可靠，能够满足工程的需要。
其次，土工合成材料在施工过程中应按照相关规范进行操作。
在进行土工合成材料的铺设、连接和固定时，要严格按照规范要求进行操作，保证施工质量和工程安全。
特别是在土工合成材料的接缝处理和固定连接处，要采用专用的接头材料和工艺，确保接头牢固、无渗漏、无松动，以防止土工合成材料在使用过程中出现损坏和失效。
最后，对土工合成材料的验收和监测也应严格按照规范进行。
在工程竣工验收前，应对土工合成材料的质量和施工质量进行全面检查和测试，确保其符合规范要求和设计要求。
同时，在工程使用过程中，应定期对土工合成材料进行监测和检测，及时发现和处理可能存在的问题，确保工程的长期稳定和安全运行。
综上所述，土工合成材料规范的制定和执行，对于保障工程质量和安全具有重要意义。
只有严格按照规范要求进行土工合成材料的选用、施工和验收，才能确保土工合成材料在工程中的有效使用，发挥其应有的作用，为工程的成功实施和长期运行提供保障。
因此，各相关单位和人员应加强对土工合成材料规范的学习和执行，推动土工合成材料在工程中的规范化应用，为我国土木工程的发展贡献力量。
土工合成材料
浅谈土工合成材料一.概述土工合成材料是指通过与土体、岩石或其他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和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，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。
这种材料具有柔性和透水（气）性，通常呈织物外观。
一般划分为有纺土工织物和无纺土工织物。
土工织物在工程应用中可发挥隔离、过滤、排水、加筋和侵蚀控制等作用。
2.土工格栅土工格栅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和双向拉伸土工格栅两种。
土工格栅的主要作用是用于土体的加筋加固。
3.土工膜土工膜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10−11cm/s，几乎不透水。
可用作封闭液体或气体的防渗衬里和防扩散屏障。
4.土工网土工网包括平面型的多用于防护的工程网和具有三维结构的排水土工网两类。
后者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，土工织物和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），这些都是典型的土工复合材料。
PVD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。
土工合成材料范文
土工合成材料范文土工合成材料是一种由合成纤维或合成树脂与土壤混合而成的材料。
土工合成材料被广泛应用于土壤加固、土壤防护和土壤排水等领域。
它具有高强度、耐老化、耐腐蚀和易于施工等特点。
下面将详细介绍土工合成材料的各种类型及其应用。
首先，土工合成材料的主要类型有土工格栅、土工布和土工膜等。
土工格栅是由高分子合成树脂制成的网格结构材料，具有高强度和高刚度。
它能有效地抵抗土壤侧向位移和抗拉力，广泛应用于土壤加固和土壤防护工程。
土工布是由合成纤维制成的片状材料，具有良好的透水性和过滤性能。
它常用于土壤排水和土壤保护工程。
土工膜是由聚合物材料经高温挤压而成的薄膜状材料，具有优异的防渗性能和耐化学腐蚀性能。
它广泛应用于土壤隔离、土壤防渗和土壤保护等工程。
其次，土工合成材料的应用范围非常广泛。
在土壤加固工程中，土工合成材料可以用于土壤加固和土壤护坡，有效地增加土壤的抗剪强度和抗拉强度，提高工程的稳定性。
在土壤防护工程中，土工合成材料可以用于土石坝的防渗和排渗，防止土壤的侵蚀和塌方，保护土壤的生态环境。
在土壤排水工程中，土工合成材料可以用于土壤排水和土壤过滤，有效地排除土壤中的水分和悬浮物，提高土壤的通透性和抗渗性。
此外，土工合成材料还可以用于土壤保护工程和污水处理工程，减少土壤的侵蚀和污染，提高土壤的可持续利用性。
对土工合成材料的选择和设计需要考虑多种因素。
首先，根据工程的具体要求和土壤的性质选择合适的土工合成材料。
例如，对于需要较高强度和刚度的工程，可以选择土工格栅作为加固材料；而对于需要较高透水性和过滤性的工程，可以选择土工布作为排水材料。
其次，根据土壤的土质和水分状况确定土工合成材料的设计参数。
例如，对于粘土土壤和高含水土壤，可以选择具有较好防渗性能和耐腐蚀性能的土工膜。
最后，进行土工合成材料的施工和质量控制。
施工时需要注意避免土工合成材料受到损坏和破坏，保证其完整性和使用寿命。
综上所述，土工合成材料是一种由合成纤维或合成树脂与土壤混合而成的材料，具有高强度、耐老化、耐腐蚀和易于施工等特点。
土工合成材料基础知识PPT课件
我国土工材料的发展史
我国应用土工合成材料开始较晚，但发展速度很快。目前几乎在各种类型的岩土工程和大量的水 利及堤防工程中都得到应用。1974年江苏省江都嘶马用织造型土工织物制成的软体排，结合混凝 土块压重，进行长江护岸。稍后江都西闸和湖北省长江堤防也都采用了软体排。非织造土工织物 用作反滤料的工程实例更多，云南麦子河水库用得最早。80年代中期，非织造土工织物在尾矿坝 和灰堤等工程中得到应用。塑料排水带早在80年代初即在天津新港用于加固软基，目前排水带在 高速公路和机场工程已应用得十分广泛。混凝土模袋最早用于江苏南宫河口岸，80年代末已成功 应用于30多项工程。加筋土挡墙已修建不少。近年来我国已能生产土工格栅，其工程需求量很大， 预计会大大促进加筋土技术的快速发展。聚苯乙烯板块在我国寒冷地区早已用于工程防冻。近来 土工格室、植被土工网垫等新技术也已开始应用。根据不完全统计，迄今我们采用土工合成材料 的工程已逾8000项。
土工合成材料基础知识
土工合成材料基础知识
综述篇
土工合成材料综述
什么是土工合成材料，概括而言，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。 因为它们主要用于岩土工程，故冠以 “土工”(geo一)两字，称为“土工合成 材料”，以区别于天然材料。
工合成材料在早期曾被称为“土工织物 ”(geotextile)和“土工膜”(geomembrane)。 随着工程需要，这类材料不断有新的品 种出现，例如土工格栅、土工网和土工 模袋等，原来的名称已不能准确地涵盖 全部产品，这样，在其后的一段时期内 ，把它们称之为“土工织物、土工膜和相 关产品(related product)”。显然，这样的 名称不宜作为一种技术名词或学术名词 。。 为此，1994年在新加坡召开的第五届国 际土工合成材料学术会议上，正式确定 这类材料的名称为“土工合成材 料”(geosynthetics)
第六章土工合成材料4.18
素土、砂砾石，预制或现浇混凝土板 ，干砌石等
支持层：使土工膜受力和变形均匀
防渗结构
单层防渗结构
复合土工膜
是一种以土工膜为主体，同时在其一侧或两侧粘有无纺织 物、有纺织物或加筋材料等土工材料等的复合土工材料。 其功能较多，发展潜力较大。 由于布加筋的作用，使复合膜既具有布的特点又具有膜的 特点，抗胀破、撕裂、刺破能力大大加强。 设计时优先考虑膜的变形率和布的强度。 复合膜生产宽度有限，大幅使用时，搭接缝的防渗与强度 特性不容忽视。
土工合成材料排水
目的：⑴加速土体排水固结，改善土的性能
⑵导走土体中渗透水，降低渗透压力 ⑶降低土体中浸润线增加土体稳定性
材料：无纺织物、塑料排水管、塑料排水带、
土工网、毛细排水带、软式排水管、 速排龙等
地下排水管和地面侵蚀控制
在道路、堤坝、隧道及軟基等工程中，常需地下 排水，用地下埋管方式排水很普遍。 在控制地面侵蚀的结构中，压重（混凝土块等） 之下往往垫有土工织物，而两者之间还有砂垫层。 砂垫层作用在于保护土工织物不被压重破坏和消 除土工织物中孔隙水，以免水压力破坏压重。
a：钢丝圈外包土工织物的复合排水管 a
土工排水带（板）沿长度方向排水，外包织物可 作为滤层阻止土粒进入堵塞通道。复合排水带在 地基加固中应用很广泛。
b：内芯为土工网的复合排水管
b
泡沫塑料容重轻、比强度高、导热系数低、防 渗性好、耐老化，具有良好的二次加工性能。 广泛用于消音、隔热、保温、防冻、防震和轻 型结构。 土工泡沫板（EPS）
四、土工合成材料的主要特性指标
⑴物理性指标: 相对密度、厚度、单位面积质量等。 膨胀强度等。 ⑶水力特性指标：渗透性、淤堵性指标、水通量和抗渗指标。 ⑷界面特性： 土与土工合成材料的摩擦系数及相互作用 ⑵力学性指标： 抗拉强度、延伸率、撕裂强度、握持强度、
土工合成材料
土工合成材料土工合成材料是质指岩土工程和土木工程中应用的土工织物、土工膜、土工复合材料、土工特种材料的总称。
试样的取样与准备：卷装材料应避免在头两层取样，避免相同的两个试样在相同的位置取样；（2）土工织物试样，应在标准大气压条件下调湿24h ，温度：20℃±2℃、相对湿度65%±5%;(3)塑料土工合成材料，在温度23℃±2℃的环境下，进行状态调节，时间不少于4h.质量要求：单位面积质量：（1）单位面积的试样，在标准的大气条件下的质量（2）在面积为10000mm 2的试样上取10块，精度为1mm 。
厚度：（1）土工织物在承受规定的压力下，正反两面之间的距离。
（2）在2 kPa 压力下，受压30s 后测得的试样厚度，单位以mm 计，一组试样为10块。
孔径测定：（1）网孔尺寸以换算折合成与其面积相当的圆形孔的孔径来表示，称为当量孔径。
0.5774h 2 h x h y 0.7265h 2 0.8860h 2π/2A D e ⨯= （A-网孔面积）（2）同一测点平行两次试验，误差小于5%，取均值。
每个网孔至少测三个测点，读数精确到0.1mm 。
力学性能试验：宽条拉伸实验：（1）包括土工织物及复合土工织物，也适合于土工格栅（2）拉伸率：试验中试样实际夹持长度的增加与实际夹持长度的比值用伸长计测量时，名义夹持长度为在试样的受力方向上，标记的两个参考点之间的距离，一般为60mm ，计为L 0；用夹具的位移测量时，名义夹持长度为初始夹具间距，一般为100mm ，计为L 0。
实际夹持长度为在最大负荷的1%的外加负荷下，所测得夹持长度的增加值与名义夹持长度之和。
（3）拉伸强度：试验中试样拉伸直至断裂时每单位宽度的最大拉力，以kN/m表示。
无纺土工织物试样宽为200mm±1mm（不包括边缘），并有足够的长度以保证夹具间距100mm。
（4）拉伸试验机的设定：将夹具的间距调至100mm±3mm，试验机的复合味量程为断裂强力的载满量程负荷的30%-90%之间，拉伸速度为名义夹持长度的（20%±1%）/min预张力为最大负荷的1%，破坏时记录最大负荷，精确至满量程的0.2%试样在距钳口5mm范围内断裂，结果予以剔除，纵横向每个方向内至少试验5块有效试样。
土工合成材料(道路建筑材料课件)
土工合成材料的分类及特点
3. 土工格栅
（1）聚酯纤维类土工格栅
土工格栅示意图
a）对轴向（挤出）格栅
b）单轴向（挤出）格栅
c）带式纺织格栅
土工合成材料的分类及特点
3. 土工格栅
（2）玻璃纤维类土工格栅
玻璃纤维类土工格栅是以高强度玻璃纤维为材质的土工合成材料， 多对其进行自黏感压胶和表面沥青浸渍处理，以加强格栅和沥青路面的 结合作用。
土工合成材料的分类及特点
5. 土工复合材料
由土工织物、土工膜、土工格栅和某些特种土工合成材料中的两种或两种以上 相互组合起来就成为土工复合材料（如下图）。
土工合成材料的分类及特点
5. 土工复合材料
• 土工复合材料可将不同材料的性质结合起来更好地满足工程需要。
• 例如，复合土工膜就是将土工膜和土工织物按一定要求制成的一种土工 织物组合物，同时起到防渗和加筋作用。
就是整个结构物的强度，直接影响工程的质量和寿命。
二、力学性能
1. 拉伸性能
（2）接头/接缝宽条拉伸试验
接头/接缝宽条拉伸试验用于测定土工合成材料接头/接缝强度和效率， 是将标准试件两端用夹具夹住，按规定施加荷载直至接头/接缝或材料本 身断裂，以接头/接缝强度和接头/接缝效率表征，分别按以下两式计算。
顶破试验示意图（尺寸单位：mm）
二、力学性能
4. 顶破强力
顶破强力多采用CBR顶破试验测定，是将标准试件固定于环形顶破 夹具中，按规定施加荷载直至试件顶破破坏，如图所示。
顶破试验示意图（尺寸单位：mm）
二、力学性能
5. 刺破强力
刺破强力是材料受顶刺荷载直至破裂时的最大顶刺压力。它反映了 土工合成材料抵抗小面积集中荷载的能力，是评价各种机织土工织 物、非织造土工织物、土工膜和复合土工织物材料强度的力学指标。
土工合成材料讲稿
常用的各种土工织物的厚度为：
土工织物一般为0.1-5mm，最厚的可达十几毫米。
土工膜一般为0.25-0.75mm，最厚的可达2-4mm，最薄的只 有0.1mm。
四、仪器设备及用具
厚度试验仪包括以下部件及用具， 见示意图。
2、称量：将裁剪好的试样按编号顺序逐一在天平上称量， 并细心读和记录，读数应精确到0.01g。
（四）计算：按下式计算每块试样的单位面积质量m： m M 10 6 A
式中：m——单位面积质量(g/m2)；
M——试样质量(g)；
A——试样面积(m m2)。
按计算公式计算单位面积质量的平均值、标准差及 变异系数。
土工织物进场后应存放在通风遮光的仓库内，严禁暴露日
晒。
取样与试样制备
1、取卷装样品 （1）取样的卷装数按相关文件规定。 （2）所选卷装材料应无破损，卷装呈原封不动状。 2、裁取样品 （1）全部试验的样品应在同一样品中裁取。 （2）卷装材料的头两层不应取作样品。 3、样品标记（样品上应注明） （1）商标、生产商、供应商、型号； （2）取样日期、加标记表示样品的卷装长度方向。 4、试样准备 （1）每次试验的试样，应从样品长度和宽度上均匀裁取，但距样品幅边至 少 10cm。 （2）样品经调湿后再制成规定尺寸
试验原理：从整块样品上裁取规定数量和规定尺寸的试样， 经称量、计算，求得试样的单位面积质量。
(二)．仪器设备
1、 剪刀。
2、尺：最小分度值为1mm。
3、天平：感量0.01g。
（三）操作步骤
1、试样：按制样原则剪取试样，试样面积不小于100cm2， 裁剪和测量精度为1mm；试样数量不得少于10块，并对试 样进行编号。
土工合成材料
4、单位面积按下式计算：
G=
式中：
G——试样单位面积质量，g/m2
m——试样质量，g
A——试样面积，cm2
计算单位面积质量的平均值，结果修约至1g/m2,并计算标准差、变异系数。
黑龙江省水利工程质量检测第五分站
作业指导书
文件编号：HHSL/SC-2011
黑龙江省水利工程质量检测第五分站
作业指导书
文件编号：HHSL/SC-2011
第1版第0次修改
土工合成材料试验作业指导书
第1页共3页
土工合成材料单位面积质量的测定方法作业指导书
1、目的及适用范围：
本试验用于测定土工合成材料单位面积质量，本试验适用于各类土工织物、土工膜及土工复合材料。特种土工合成材料可参照执行。
3.2调节上游水位，应使其高出下游水位，水从上游流向下游，并溢出。
黑龙江省水利工程质量检测第五分站
作业指导书
文件编号：HHSL/SC-2011
第1版第0次修改
土工合成材料试验作业指导书
第1页共3页
3.3待上下游水位差△h稳定后，测读△h，开启计时器，用量筒接取一定时段内的渗透
水量，并测量水量与时间，测量时间应不少于10s，测量水量应不少于100ml。
3.5用另一级颗粒材料在同一块试样上重复3.2~3.4条。测定孔径分布曲线，应取得不少于3~4级连续分级颗粒的过筛率，并要求试验点均匀分布。若仅测试等效孔径O ，则有两组的筛余率可在95%左右。
4、计算
4.1按下列公式计算过筛率。按GB/T8170修约到小数点后两位。
B= %
黑龙江省水利工程质量检测第五分站
作业指导书
文件编号：HHSL/SC-2011
土工合成材料讲稿
利用土工合成材料的过滤性能，可以过滤掉土壤中的杂质和有害物 质，保护土壤环境，促进作物生长。
农业防灾减灾措施
防洪堤坝
在洪水易发地区，利用土工合成材料构建防洪堤坝，可以有效防止洪水对农田的冲刷和 淹没，保护农田安全。
防护林带
在农田周边地区种植防护林带，并采用土工合成材料进行土壤加固和保护，可以防止风 沙对农田的侵害，减流湖泊生态修复
采用土工合成材料构建生态护岸、生态浮岛等，为水生生物提供栖息环境，促进河流湖泊 生态系统的恢复与重建。
土壤污染治理
利用土工布、土工膜等材料对污染土壤进行隔离和覆盖，防止污染物扩散和迁移，同时采 取相应的治理措施降低土壤污染程度。
矿山环境治理
采用土工合成材料对矿山废弃地进行覆盖和绿化，改善矿山环境质量，促进生态恢复。
施工质量控制困难
土工合成材料的施工质量控制较为困难，容易受到环境、施工工艺 等因素的影响，导致工程质量不稳定。
未来发展趋势预测
高性能材料研发
未来土工合成材料将更加注重高性能材料的研发，如高强 度、高耐久性、环保型材料等，以满足复杂工程条件下的 需求。
多功能材料开发
未来土工合成材料将更加注重多功能材料的开发，如具有 自修复、自适应、自感知等功能的材料，以适应复杂多变 的工程环境。
04
土工合成材料在环境工程中 的应用
垃圾填埋场建设
底部防渗层
01
采用高密度聚乙烯（HDPE）膜作为垃圾填埋场底部防渗层，有
效防止垃圾渗滤液对地下水的污染。
边坡防护
02
利用土工格栅、土工网等加筋材料对填埋场边坡进行加固，提
高边坡稳定性，防止滑坡、崩塌等灾害的发生。
渗滤液收集与处理
03
土工合成材料概述ppt实用资料
水利工程材料检测
水利水电建筑工程
土工合成材料概述
2、我国土工合成材料的发展历 程
1998
1995
正规化和 普及化
1976
中国土工合成 材料协会成立
20世纪60年代
开始应用
水利工程材料检测
应用防汛抢 险等工程中
水利工程材料检测
水利水电建筑工程
任务一 土工合成材料概述
一、土工合成材料
6、土工复合材料
•土工复合材料的概念 将土工织物、土工膜、土工格栅等材料的两种或两种以上的材料 相互组合起来形成的复合材料。 •土工膜的分类 复合土工膜是将土工膜和土工织物按照一定要求制成的一种复合 材料。主要应用防渗、隔离等建设工程中。 土工复合防排水材料是以无妨土工织物和土工网、土工膜或不同 形状的土工合成材料组成的排水材料。主要应用于软土地基排水 固结处理，路基纵横排水，以及地下管道的排水。
水利工程材料检测
建筑石材和土工合成材料
主 讲 人： 李方灵 安徽水利水电职业技术学院
.09
目录
1
土工合成材料概述
2
土工合成材料的主要技术性能指标与检测
3
土工合成材料的工程应用
4
建筑石材概述
4
建筑石材的检测与应用
安徽水利水电职业技术学院
主要应用防渗、隔离等建设工程中。
主要特点：质不透水性好，弹性和适应变形能力强，具有良好的抗老化能力，耐久性好，防渗和防水性能好。
参建单位: 鄂州大学 土工合成材料概述
土工合成材料概述
主要应用防渗、隔离等建设工程中。
土工合成材料概述
土工合成材料
土工合成材料土工合成材料是应用于岩土工程和土木工程建设的、以合成材料为原材料制成的各种产品的统称。
因为它们主要用于岩土工程，故冠以"土工"(geo)两字，称为"土工合成材料"，以区别于天然材料。
土工合成材料在曾被称为"土工织物"(geotextile)和"土工膜"(geomembrane)。
随着工程需要，这类材料不断有新的品种出现，例如土工格栅、土工网和土工模袋、土工网垫、土工带，复合土工膜，膨润土防水毯，复合排水网等，原来的名称已不能准确地函盖全部产品，这样，在其后的一段时期内，把它们称之为"土工织物、土工膜和相关产品(relate pyoduct)"。
显然，这样的名称不宜作为一种技术名词或学术名词。
为此，1994年在新加坡召开的第五届国际土工合成材料学术会议上，正式确定这类材料的名称为"土工合成材料"(geosynthetics)。
土工合成材料的原材料是高分子聚合物(polymer)。
它们是由煤、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。
制造土工合成材料的聚合物主要有聚乙烯(PE)、聚酯(PET)、聚酰胺(PER)、聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)、氯化聚乙烯(CPE)、聚苯乙烯(EPS)等。
折叠土工织物土工织物的另一名称为土工布。
早期产品少，意思为用于岩土工作中的一种布状材料。
土工织物的制造过程，首先把聚合物原料加工成丝、短纤维、纱或条带，然后再制成平面结构的土工织物。
土工织物按制造方法可分为有纺(织造)土工织物和无纺(非织造)土工织物。
有纺土工织物由两组平行的呈正交或斜交的经线和纬线交织而成。
无纺土工织物是把纤维作定向的或随意的排列，再经过加工而成。
按照联结纤维的方法不同，可分为化学(粘结剂)联结、热力联结和机械联结三种联结方式。
基础工程课件 第六章 土工合成材料
（1）加筋堤的承载力分析
• （2）堤坝整体滑动分析
（3）弹性变形破坏分析
设计时检验加筋材料的拉伸模量：
• （4）抗拔锚固破坏分析
• （5）水平滑动分析
曼谷现场试验堤（1997年）
参考堤 破坏堤高：4.2 米
3*9 kN/m+1*19kN/m 加筋 破坏堤高：4.6米 提高到1.1倍
(2)填料：砂性土
(3)加筋材料：抗拉强度较高、延伸率较小、表面 摩擦力较大的土工合成材料
(4)墙面板：钢筋混凝土制成，形状：十字形、L形 等
(5)墙面板的基础：条形基础，宽大于0.3m,深度大 于0.15m。
2、内部稳定性分析
（1）土压力计算
（2）加筋布置的间距
满铺式，竖向间距： 肋带式，竖向间距：
1、滤层作用 2、排水作用 3、加筋作用 4、隔离作用 5、防护作用 6、防渗、隔水和封闭作用
土工合成材料用于排水过滤的典型实例
五、工程应用
• 1.用于加固土坡和堤坝 • 高强度的土工合成材料在路堤工程中有几种
可能的加筋用途： • ①可使边坡变陡，节省占地面积； • ②防止滑动圆弧通过路堤和地基土； • ③防止路堤下面发生因承载力不足而破坏； • ④跨越可能的沉陷区等。
（3）加筋锚固长度 （4）回包宽度
3.外部稳定性分析
八、坝堤软基加筋
• 高强度的土工合成材料在路堤工程中有几种 可能的加筋用途：
• ①可使边坡变陡，节省占地面积； • ②防止滑动圆弧通过路堤和地基土； • ③防止路堤下面发生因承载力不足而破坏； • ④跨越可能的沉陷区等
1、坝堤软基加筋设计
六、加筋作用机理
• 在砂土中加筋的作用主要是约束土体的侧向变 形，相当于对土体增加一个侧限压力，或者增 加土体的竖向承载力，加筋之后，相当于在砂 土中增加个视凝聚力CR。
土工合成材料
复合土工膜和复合排水和土工织物（包括织造和非织 造型）组合在一起的产品。
➢ 是一种以土工膜为主体，同时在其一侧或两侧粘有无纺织 物、有纺织物或加筋材料等土工材料等的复合土工材料。 其功能较多，发展潜力较大。
一、土工合成材料发展概况
我国发展概况
（三）组织建立时期 1983年，国际土工织物学会（简称IGS）成立，1994年更名 为国际土工合成材料学会（仍简称IGS）。 1984年底，成立了“土工织物科技情报协作网”。 1986年更名为“土工合成材料技术协作网”（简称CTAG） 1990年中国正式加入“国际土工合成材料学会”（IGS）， 并成立了“国际土工合成材料学会中国委员会”（CCIGS）; 1986年至今先后在天津、沈阳、仪征、宜昌、西安、上海召 开了八届全国土工合成材料学术会议。 1995年正式成立 “中国土工合成材料工程协会” (仍简称 CTAG)。
➢ 由于布加筋的作用，使复合膜既具有布的特点又具有膜的 特点，抗胀破、撕裂、刺破能力大大加强。
➢ 设计时优先考虑膜的变形率和布的强度。 ➢ 复合膜生产宽度有限，大幅使用时，搭接缝的防渗与强度
特性不容忽视。
复合土工膜
复合土工膜优点：
➢ 以织造型土工织物复合，可以对土工膜加筋，保 护膜不受运输或施工期间的外力损坏；
②可用于加固地基边坡，可放陡边坡至1：1.5，达到少占地的目的， 并可防止水流冲刷；
③在半挖半填和挖方、填方交界处或路基加宽处，在新旧路基结合处 铺设土工格栅可减少不均匀沉降；
④还可用于路面，减少路面裂纹（主要铺在基层底面）及车辙深度（ 主要铺在基层顶面），以延长路面维修周期并可减薄路面厚度。
⑤用于桥台或其他人工构造物台背，防止其填土部分沉降，以减少“ 跳车”现象。
土工合成材料
浅谈土工合成材料一.概述土工合成材料是指通过与土体、岩石或其他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和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，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。
这种材料具有柔性和透水（气）性，通常呈织物外观。
一般划分为有纺土工织物和无纺土工织物。
土工织物在工程应用中可发挥隔离、过滤、排水、加筋和侵蚀控制等作用。
2.土工格栅土工格栅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和双向拉伸土工格栅两种。
土工格栅的主要作用是用于土体的加筋加固。
3.土工膜土工膜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10−11cm/s，几乎不透水。
可用作封闭液体或气体的防渗衬里和防扩散屏障。
4.土工网土工网包括平面型的多用于防护的工程网和具有三维结构的排水土工网两类。
后者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，土工织物和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），这些都是典型的土工复合材料。
PVD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。
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防护功能
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一般利用软体排、模袋和三维植被土工网作岸坡 防护
•由土工织物垫与压重物体组成，在土工织物垫上间隔缝 制有加筋条，在每条加筋条上间隔缝制有系袋条，在系袋 条绑上压重物。
利用土袋、土枕及土工管等筑堤坝护坡
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正在铺设的软体排
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造复合排水材料。
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土工网
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•土工垫
由合成材料粘结而成的三维透水聚合物网垫。 通常由聚乙烯制成，其厚度为15～20mm。
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•土工模袋
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。
土
裂膜
工
织 物
非织造（无纺）
热粘合 化学粘和
机械粘和（针刺）
编织
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土工织物
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土工织物
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土工织物
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土工织物
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土工织物
优点： 重量轻， 整体连续性好（可做成大面积整体）； 施工方便； 抗拉强度高； 耐腐蚀和抗微生物侵蚀性好。
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软体排铺设的准备
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用土工合成材料做堤坝防护及反滤
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用土工合成材料做堤坝防护及反滤
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用土工合成材料做堤坝防护及反滤
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土工模袋工程
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土工网垫边坡绿化防护
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。
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•土工格室
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
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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
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土工织物（geotextile）：是一种透水性材料
单丝
织造（有纺） 多丝
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1、加筋土挡墙：
在挡墙结构中水平铺设土工织物，土工格栅，或加 筋条带等，增加土体的强度．提高挡墙的稳定性
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a) 筋带式
b)包裹式
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加筋土挡墙有四个基本组成部分： 加筋材料、填土、墙面板和墙面板基础
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a) 筋带式
b)包裹式
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工网或土工格栅作为材料的垫层。 当要求隔离防渗时，则需要土工膜或复合土工
膜。
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隔 离 功 能
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加筋功能
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•防渗、隔水和封闭
防止流体渗透流失的作用，也包括防止气体的挥 发扩散。
水利工程中修建挡水蓄水、引水和输水等建筑物， 都有防渗、防漏的要求
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土工织物过滤排水结构形式(单位：cm)
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•隔离
通过隔离层，引起应力扩散作用，使地基土的沉降量得 到一定程度的均化。
隔离提供排水面，加速地基土固结，使承载力提高。
隔离层起整体性作用，可使要求的地基粗粒料支持层的 厚度减少，节约建筑材料。
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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)
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•土工格栅
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。
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•土工格栅
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土工格栅在加筋构筑物中的典型应用情况
拓宽道路
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地基中有部分软弱区域，或有小范围洞穴，铺隔离层有 架桥作用，以掩盖和减弱洞穴区或软弱区的影响。
在地下水位较高的地基中，隔离层可以切断毛细水上升， 防止盐碱化，或减弱冻胀。
道路基床中，隔离是防治翻浆冒泥的有效措施。
隔离层还起一定的保温作用。
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隔离用材料
应用最多的是有纺和无纺土工织物。 如果对材料的强度要求较高，有时还要求以土
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•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。
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坝工中利用土工膜防渗
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掩埋场排水处理
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三峡 防渗功能
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排水沟
基础隔断层 地基基础 垃圾渗水
表土覆盖层 表面隔断层
气体收集
垃 圾体
渗水收集
经处理的地质屏障 地质屏障
主动区 稳定区
当加筋挡墙处于极限 平衡状态时，由于主 动土压力的作用、使 在加筋土体内形成一 潜在的破裂面
加筋体形成拉力，企 图把它向外拔出。
在加筋体上形成向内 方向的阻力
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加筋挡土墙稳定性分析：
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加筋材料通常采用织造土工织物、土工带和土工 格栅等。 要求筋材与土之间有较高的界面强度(摩擦力 与咬合力大) 加筋材料应蠕变性较低
土工格栅的蠕变性较低，是较为理想的加筋 材料
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加筋土应用：
1.加筋土挡墙 2.堤坝边坡加筋 3.软土地基加固 4.建筑物地基加筋垫层
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。
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•土工管、土工包
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 管
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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。
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土工合成材料的分类
竖井 气体导管 渗水导管
和地下水的距离
地下水
垃圾填埋体的主要构成－防渗
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ห้องสมุดไป่ตู้52
•防护作用 -岸坡防护
包括河岸、湖岸、海岸等的防水流冲刷，波浪冲 击等；
在被保护土面上覆一层有良好反滤性能的土工织 物，压上一定盖重，即能有效地保护岸坡不受水 流和波浪等的破坏。
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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。
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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)
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•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。
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。
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历史发展
•20世纪30年底—应用于土木工程（塑料薄膜 作为防渗材料应用于水利工程）； •20世纪50年底—海岸护坡工程； •20世纪60年代—河道、涵闸及防治路基翻浆 冒泥；20世纪80年代—水利、铁路、公路、 军工、港口、建筑、矿山、冶金和电力部门 等；全国成立了土工合成材料技术协作网