基础工程课件 第六章 土工合成材料

• 3.用于加筋土挡墙
• 在挡土结构的土体中，每隔一定距离铺设 加固作用的土工合成材料时可作为拉筋起 到加筋作用。
• 4.垃圾填埋场中的周边围护
• 利用土工膜土工粘土垫、土工织物、土工 网格、土工排水材料等进行防渗、隔水、 隔离反滤、排水、加筋等，防止垃圾渗滤 液渗出，引导渗滤液排走、回灌、防止垃 圾滑动、覆盖垃圾等。
1*200kN/m 加筋 破坏堤高：6.7 米 提高到1.6倍
九、建筑地基加筋
地基承载力 随加筋层数 的增加而增 加
• 设计计算
理论分析和实验 观察都表明，基础下 方的土在沉降的同时 向两侧扩张，地基土 破坏时，基础两侧的 地表隆起，因此在基 础下方存在着一个拉 伸变形区域，如果将 土工合成材料布置在 这个区域，将产生拉 力，提高地基的承载 力。
第6章
土工合成材料
一、概述
土工合成材料是以高分子聚合物和玻璃等为主要原料 制成的一种新型的工程材料: 高分子聚合物:聚氯乙烯、聚丙烯、聚酯等
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 缺点：
阳光照射下易老化
二、分类
按制造 工艺和 工程性 能分类
三、性能指标
2、土工合成材料加筋桩承台 在北欧的斯堪的纳维亚和部分东南亚国家很流行在路堤下用桩基 础。路堤荷载向桩体传递，需要紧密布置桩，且桩头上设加大的 承台。此外，沿路堤的边缘，设置斜桩来抵抗由路堤产生的向外 的剪切推力。
在桩承台上加土工格栅或织物允许桩的间距增大，桩承台减小，
而且，由于土工合成材料加筋对路堤填土有水平约束作用，削弱 了路堤填土的水平推力，从而可以不设斜桩。桩承台上的土工合 成材料复合地基，主要由土工格栅或织物与砂石褥垫层组成。
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。
• 由于土工合成 材料“包裹” 作用阻止土体 的变形，从而 增强土体内部 的强度以及土
坡的稳定性。
2.用于加固地基
• 利用土工合成材料在建筑物地基中加筋已开始在 我国大型工程中应用。根据实测的结果和理论分 析，认为土工合成材料加筋垫层的加固原理主要 是：(1)增强垫层的整体性和刚度，调整不均匀沉 降；(2)扩散应力，由于垫层刚度增大的影响，扩 大了荷载扩散的范围，使应力均匀分布；(3)约束 作用，亦即约束下卧软弱土地基的侧向变形。
计算按照拉筋不允许被 拉断裂和滑动拔出失效 为准则，则：
1、抗拉验算
（2）抗拔验算
（3）加筋层数 最优为3层
十、土工合成材料用于桩基础
土工合成材料在桩基础的应用主要有：加筋碎石桩、加筋承台
和加筋抗拔桩等。
1、
土工合成材料加筋碎石桩
一般碎石桩由散体材料组成，与柔性桩、刚性桩等粘结材料桩
不同，材料本身没有粘结强度，依靠桩周土体的侧限作用保持其
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。
七、加筋挡墙及其设计原理 1、受力分析
实际破裂面：
加筋挡墙的结 构类型：
2、加筋土挡墙的设计要点
1、设计的主要内容 (1) 加筋体的断面形式
形状并承受荷载。试验证明膨胀松散常发生在距桩顶1~1.5倍桩径
的深度范围内。为了提高碎石桩的承载能力，这些年在不少工程
中采用了土工格栅或织物加固碎石桩的方法，并进行了一些试验
和理论分析工作。
（1）在桩体内距桩顶一定深度范围（2~3倍桩径）内分层水平
布设圆形土工格栅或织物；
（2）在桩周裹一层土工格栅或织物。
（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
1、物理性质指标 • （1）比重 • （2）单位面积质量 • （3）厚度
3、水力性质指标 • （1）渗透性 • （2）等效孔径
2、力学性质指标 • （1）抗拉强度 • （2）撕裂强度 • （3）握持拉伸强度 • （4）摩擦试验强度 • （5）拉拔试验强度 • （6）压缩性 • （7）蠕变性
பைடு நூலகம் 四、主要功能
坝体和堤 基滑动破 坏的类型
（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
路堤
路堤 加筋土工织物
大尺寸承台
垂直桩
（a）传统的桩路堤
斜桩
小尺寸承台
垂直桩
（b）土工织物加筋桩承台路堤
(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：