土工合成材料的排水作用及应用

在挡土墙的建造中，常在挡土墙与背后填土之间设置一层排水反滤层， 其作用与土石坝竖式排水层类似，一方面通过反滤层阻止填土流失， 防止墙后填土的渗透变形；另一方面排水体能够顺畅地将渗流水排出 挡土墙外，减小墙内孔隙水压力以及地下水对土体强度的不利影响， 防止挡土墙破坏。
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排水作用的应用
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用临界法评价排水和加筋功能时认为排水与加筋两者对于提高结构的 稳定性及使用效果同等重要，当排水层的存在使得筋材表面更光滑时， 例如将土工格栅与排水土工织物简单地放置在一起来承担加筋和排水功 能，会导致抗剪强度减小，加筋效果明显降低。在对加筋的土工合成材 料粘土垫层（BCD）的直剪试验中表明：加筋的BCD 内部强度虽然比 没加筋的要大，但加筋织物与BCD 界面上的剪应力强度却比没加筋时 的BCD 内部强度要小，这说明将两种或以上土工合成材料简单地放在 一起来承担复合功能效果不大甚至起反作用，其根本原因在于不同土工 合成材料界面由于各种原因而造成的摩擦角减小。
设计中主要是计算排水量，渗透系数的定义和常用的土的渗透系数K 的定义一样，因而两者具有可比性的优点。
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土工织物的渗透性能不是随时间的延续而固定不变的。除了基于试验 条件不够理想而引起织物透水性能的波动外，更主要的是土工织物与 土体相接触时必然会产生淤堵。并会有一些土粒滞留在织物中引起土 工织物渗透能力的下降。这时，不应当只是看到土工织物的渗透能力 的降低方面，同时，也应当看到相邻土层渗透能力的增加：亦即应当 把土工织物与相邻的土层渗滤层一起来考察其渗透性能的变化，这一 特殊渗透层的渗透性能参数才是设计计算中所应当采用的参数。
土工织物突出的优点是重量轻、整体连续性好（可做成较大面积的整 体）、施工方便、抗拉强度较高、耐腐蚀和抗微生物侵蚀性好。缺点 是未经特殊处理，抗紫外线能力低，如暴露在外，受土工膜的不透水 性很好，弹性和适应变形的能力很强，能适用于不同的施工条件和工 作应力，具有良好的耐老化能力，处于水下和土中的土工膜的耐久性 尤为突出。
式中：Fs是安全系数，一般应不小于3；q为来水量，可以借流网法 或其他方法估算(可参考有关资料)。如果得不到满足，可以更换厚一 些的织物，或改用排水量大的其他排水土工合成材料。
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对于饱和软粘土地基土，由上覆堆载引起的超孔隙水压力随着时间而 消散，铺设于堆载与地基之间的土工织物应满足导排孔压消散过程中 渗出水流的要求。 土石坝或土坝体内排水体系包括竖式排水和下游坝底水平排水两部分。 竖式排水一般用于土石坝粘土心墙的下游一侧，水平排水位于下游坝 体底部，且与竖式排水体相连接，保持排水体内部水力连续性。采用 土工织物排水，或采用其他土工排水材料时与土工织物滤层相结合， 可以防止大坝渗透变形，提高坝体的稳定性。在竖式排水设计计算时， 采用流网法确定通过粘土心墙的最大单宽流量。
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土工合成材料的排水作用及应用
Hale Waihona Puke Baidu1253267 杨子凡
图示_01
土工合成材料
土工合成材料的排水作用
排水作用的应用
排水加筋复合型土工合成材料
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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。 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。
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设计计算
某种土工织物用作排水时是否合适，需要先计算两种导水率：一个 是由需要排除的水量q(亦即来水量)计算得要求的导水率θr，另一个 是根据所提供织物的指标算出的织物可提供的导水率θa，按以上所 述，它们可以按下式计算： θr=q/i

θa=Khδ
显然，合格的土工合成材料应该满足下式： θa≥Fsθr
路基中的排水作用 土石坝中的排水作用 隧道中的排水作用 排水设施 防汛抢险的排水作用 水利工程中的排水作用
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排水加筋复合型土工合成材料
此种材料一般由土工网格芯板、无纺土工织物（经特殊工艺制作而成） 组成, 无纺土工织物呈平面板状，板内有许多条平行的排水小槽，板 上面有一层土工织物覆盖，起隔离土颗粒作用, 土工网格芯板由二维 或三维的压模聚乙烯肋条相互连接而成，整体上呈网格状，这种新型 材料的排水是在土工织物板内而不是在土与材料的界面进行的，这样 的好处是大大减小了筋材附近土的含水量，提高了土与加筋材料的摩 擦力。 无渗透性加筋材料对粘土的加筋产生了比较大的超孔隙水压力，使得 结构整体稳定性减小，排水加筋复合型土工合成材料可显著减小土中 超孔隙水压力，加快土的固结，增大了土与复合材料之间的粘结力。 排水加筋复合型土工材料改善了粘土作为加筋土的性能，提高了加筋 土结构的稳定性。
土工膜具有突出的防渗和防水性能。
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土工合成材料的排水作用
土工合成材料的排水作用简单来讲就是是指材料收集和输送流体的作 用。 土工织物能代替传统的透水材料就是因为它本身有着良好的透水性能。 因而在进行排水计算及选用土工织物时，首先要知道土工织物的渗透 性能及其相应的指标，与土工合成材料排水作用相关的特性包括其透 水性和导水性。渗透性是指土工织物允许渗流垂直织物平面透过的能 力，导水性则指水流在平行于土工织物平面在其内部传输的能力。两 者的渗透规律均假定服从Darcy定律，与土体渗透性表达方式一样， 可以用渗透系数来表示。