土工合成材料 教学课件 徐超 邢皓枫 7防护protection
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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
第6章土工合成材料共108页文档
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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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《土工合成材料》课件
分类
土工合成材料可以按照制造工艺、应用场合和材料类型进行分类。我们将详细介绍这些分类方式，并举 例说明每种分类的典型应用。
规格和标准
土工合成材料的规格和标准是保证其质量和性能的重要依据。本节课将介绍 国内外的规格和标准，并讨论相关的检测方法和要求。
应用案例
通过介绍一些典型的应用案例，我们将展示土工合成材料在高压公路路基加 筋、水防工程、围堰、水网和沟渠工程，以及垃圾填埋场等领域的应用。
《土工合成材料》PPT课 件
土工合成材料PPT课件。
简介
土工合成材料是一种特殊的工程材料，广泛应用于土壤改良、水土保持、环 境保护等领域。本节将介绍土工合成材料的定义、产生背景和发展历史，以 及其在各个领域的优点和应用范围。
成分和性能特点
土工合成材料由多种不同材料组成，具有独特的物理和力学特性。这节课将 介绍土工合成材料的成分、物性特点，并重点讨论其生态和环保特点。
现状和发展趋势
本节课将着眼于土工合成材料市场的现状和前景，探讨国内外市场的发展动态，技术创新，并预测未来 的发展趋势。
总结
在本节课中，我们回顾了土工合成材料的优点和应用，讨论了其发展前注：以上大纲只是建议，具体内容和顺序可以根据实际情况进行调整。*
第12章 土工合成材料
第一节
土工聚合物
三、土工聚合物的性能和优缺点（特性指标） （一） 土工聚合物的性能 土工聚合物产品因制造方法和用途不一，选用时宽度和重量的变 形甚大。其宽度为1m～18m；质量从0.1kg/ ～1.0kg/ 或更大 ；开孔尺寸（等效孔径）也不相同，无纺型土工织物为0.05mm ～0.5mm，编织型0.1mm～1.0mm，土工垫为5mm～10mm ，土工格栅及土工网为5mm～l00mm。导水性也有差异，大部 分编织与热粘型无纺土工聚合物很小，而土工塑料排水带为104m2/s～10-1m2/s。抗拉强度：大部分常用的无纺型土工织物为 10kN/m～30kN/m（高强度的为30kN/m～100kN/m）；最常 用的编织型土工织物为20kN/m～50kN/m（高强度的为 50kN/m～100kN/m）；土工格栅30kN/m～200kN/m（高强 度的为200kN/m～400kN/m）。不同类型的土工织物的拉应力 和拉应变关系变化差异很大。 土工聚合物的性能与其使用195
（三） 编织型土工织物（Knitted Geotextile） 这种土工织物由单股或多股线带编织而成，与通常编制的毛衣相似。 （四） 组合型土工织物（Composite Geotextile） 由前三类组合而成的土工织物。 （五） 土工膜 （Geomembranes） 在各种塑料、橡胶或土工纤维上喷涂防水材料而制成的各种不透水膜。 （六） 土工垫（Geomat） 由粗硬的纤维丝粘接而成。 （七） 土工格栅（Geogrid） 由聚乙烯或聚丙烯板通过单向或双向拉伸扩孔制成（图6-22），孔格尺寸为l0mm～ lOOmm的圆形、椭圆形、方形或长方形。 （八） 土工网（Geonet） 由挤出的lmm～5mm塑料股线制成。 （九） 土工塑料排水板 为一种复合型土工聚合物，由芯板和透水滤布两部分组成。滤布包裹在芯板外面，在其间 形成纵向排水沟槽。 （十） 土工复合材料 由两种或两种以上土工产品组成的复合材料，如土工塑料排水带。
土工合成材料的防护功能
防护功能一、防护作用及其应用举例防护作用具有广泛的涵义。
为了消减自然现象、环境影响和人类活动对堤坡和岸坡造成的危害，常要采取适当的防护措施。
岸坡防护包括河岸、湖岸、海岸等的防水流冲刷，波浪冲击等，这类防护措施古已有之，有许多迄今仍在继续采用。
传统的防护办法有利用埽枕、柴排、石笼、抛石保护岸坡或打护坡桩等。
它们虽然也能起到护坡的良好作用，但耐久性较差，常要不断维修。
根本的弱点，是它们放在被保护土面上，不具有反滤功能，受水流冲蚀和潮浪淘刷抽吸的作用，被保护土颗粒容易被水流带走，导致剥蚀和坍塌。
土工合成材料的发展，为上述岸坡防护提供了新的途径，简单地说，只要在被保护士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。
不仅如此，土工织物质轻、耐腐、有柔性、整体性强、价廉、施工简便，它们在防护工程中的推广应用正在迅速发展。
其实，这类材料不只有抗水流的能力，它们的产品之一——泡沫塑料板(聚苯乙烯EPS)在岩土工程中还被用于防止土体冻胀。
水利工程中利用土工合成材料的常见防护工程有：(1)江河湖海岸坡防护。
(2)水库岸坡防护。
(3)水道护底和水下防护。
(4)渠道和水池护坡。
(5)水闸护底。
(6)岸坡防冲植被。
(7)水闸、挡墙等防冻胀措施等。
土工合成材料用于防护的范围很广，本节仅介绍利用软体排、模袋和三维植被土工网作岸坡防护，利用土袋、土枕及土工管筑堤坝护坡等，其他利用可举一反三。
二、防护制品防护用的土工织物应符合反滤准则和具有一定的强度。
由于要受到往复双向水流作用，对织物应有更高的反滤要求，故应符合式(2-1)，同时强度也应符合第一节“五”中的规定。
为满足防护的各种特殊需要，应先将土工合成材料预制成符合一定需要的制品。
举例说明如下。
1.土袋、土枕土袋、土枕是以织造型(有纺)土工织物缝制成的管袋形制品。
土袋尺寸较小，类似于一般草袋，充填土料后成为块状土体，可用于堵塞洞坑，建筑堤坝，或作为压载。
08--水利工程地基处理--土工合成材料-PPT课件
土工格栅
土工条带加筋
第一节 土工合成材料的种类
土工合成材料的特性指标
1、产品形态： 2、物理性质： 3、力学性质： 4、水理性质： 5、耐久性：
第一节 土工合成材料的种类
土工合成材料的特性指标
规范: 《土工合成材料试验规程JTJ/T060-98》 《水利水电工程土工合成材料应用技术规范SLT225-98》 《土工合成材料应用技术规范GB 50290 》 《聚乙烯土工膜防渗工程技术规范SLT231-98》 《土工合成材料 塑料土工格栅GBT17689-2019》 《交通工程土工合成材料土工格栅JTT480-2019》 《公路土工合成材料应用技术规范JTJ/T019-98》 ............
最原始的茅草屋 是用竹条、禾草、 红土混合粘建墙 体建起来的 ----雷州半岛
加筋土挡墙 土工聚合物加筋土堤
土锚加固边坡
土钉基坑支护
树根桩边坡稳定
碎石桩加固路堤
第三节 土工织物的加固设计
一、反滤层的设计原则
P153
二、土工织物复合垫层的设计方法
P154
三、堤坝加筋的稳定分析
P157
四、土工织物加筋堤坝的承载力分析法
P160
பைடு நூலகம்
第四节 土工织物加固软土地基工程实例
一、土工织物用于海涂围垦工程地基加固 二、土工合成材料用于软土地基堤防工程加固
第二节 土工织物加固功能和加固原理
主要功能
反滤、排水、隔离、防渗、防护、加筋 1、反滤：反滤层作用 2、排水：三维透水性 3、隔离：不同材料间隔离、防翻浆 4、防渗：渠道防渗 5、防护：防蒸发、防路面反射裂缝 6、加筋：加筋挡墙
土的加筋是指在人工填土的垫层、土坡、路堤或 挡墙内铺设土工合成材料，或在地基及边坡内打入 树根桩、碎石桩、土钉和土锚。这种人工复合体可 承受抗拉、抗压、抗剪、抗弯作用，借以提高地基 承载力、减少沉降和增加地基稳定性。 我国古代采用草秸秆掺入胶泥盖房子。 现代加筋20世纪60年代的法国人试验土中加纤维， 首提加筋概念和理论。
土工合成材料培训 ppt课件
塑料排水板滤膜的纵向抗拉强度 为湿态时的抗拉强度，横向抗拉 强度为干态时的抗拉强度。（×）
26
PPT课件
土工合成材料—判断题
湿度过大或过低均将影响土工 布等效孔径的测试结果。（ √）
27
PPT课件
土工合成材料—单选题
作为滤层的土工织物的等效孔径 O为95与。土（的A 特）征粒径d85的关系
GB/T 15789-2005 《水运工程塑料排水板应用技术规程》JTS206-1-2009
10
PPT课件
单位面积质量
标准：《土工合成材料 土工布及土工布有关产品单位面积质量的测定方法》 GB/T13762-2009
试样要求： 100cm2 ，数量至少10块 试样调湿：标准大气压下24h. 称量精度：10mg
A O95 ≤d85 B O95 ≤2d85 C O95 ≤3d85 D O95 ≤4d85
28
PPT课件
土工合成材料—单选题
当土体级配良好、流态稳定且不易 发生淤堵时，作为滤层的土工织物 的的等关效系孔为径O。C9（5与土）的特征粒径d15
A O95 ≥d15 B O95 ≥2d15 C O95 ≥3d15 D O95 ≥4d15
土工合成材料的质量检验
1
PPT课件
2
PPT课件
考试大纲
助理检测师
检测师
3
PPT课件
定义和分类
土工合成材料定义：土木工程中应用的土工织物、土 工膜、土工复合材料和特种土工合成材料等高分子聚 合物材料的总称。（JTJ239-2005）
塑料排水板定义：由芯板和滤膜组成，在地基加固中 起排水作用的土工合成材料。（JTS206-1-2009）
㎡为一批。
26
PPT课件
土工合成材料—判断题
湿度过大或过低均将影响土工 布等效孔径的测试结果。（ √）
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PPT课件
土工合成材料—单选题
作为滤层的土工织物的等效孔径 O为95与。土（的A 特）征粒径d85的关系
GB/T 15789-2005 《水运工程塑料排水板应用技术规程》JTS206-1-2009
10
PPT课件
单位面积质量
标准：《土工合成材料 土工布及土工布有关产品单位面积质量的测定方法》 GB/T13762-2009
试样要求： 100cm2 ，数量至少10块 试样调湿：标准大气压下24h. 称量精度：10mg
A O95 ≤d85 B O95 ≤2d85 C O95 ≤3d85 D O95 ≤4d85
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PPT课件
土工合成材料—单选题
当土体级配良好、流态稳定且不易 发生淤堵时，作为滤层的土工织物 的的等关效系孔为径O。C9（5与土）的特征粒径d15
A O95 ≥d15 B O95 ≥2d15 C O95 ≥3d15 D O95 ≥4d15
土工合成材料的质量检验
1
PPT课件
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PPT课件
考试大纲
助理检测师
检测师
3
PPT课件
定义和分类
土工合成材料定义：土木工程中应用的土工织物、土 工膜、土工复合材料和特种土工合成材料等高分子聚 合物材料的总称。（JTJ239-2005）
塑料排水板定义：由芯板和滤膜组成，在地基加固中 起排水作用的土工合成材料。（JTS206-1-2009）
㎡为一批。
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、
土工合成材料讲稿
土壤过滤
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
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
土工合成材料讲稿
3．试验原理
将试样全部宽度放入夹具内夹紧，拉力机等速进行拉伸， 作用于试样上的纵向力逐渐增大，直至试样破坏。 3．仪器及用具 拉力机： 1) 拉力机：具有等速拉伸功能，能测读拉伸过程中土工布 的拉力和伸长量，并能记录拉力-伸长量曲线。 。 2) 夹具：一对夹持试样的夹具，钳口面有约束作用，防止 试样在钳口内打滑，同时又要防止试样在钳口内被夹坏。 宽条试样有效宽度200mm，夹具实际宽度不小于210mm； 宽条试样有效宽度200mm，夹具实际宽度不小于210mm； 200mm 210mm （窄条试样有效宽度50mm、夹具实际宽度不小于60nm。） 窄条试样有效宽度50mm、夹具实际宽度不小于60nm。） 50mm 60nm
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 取样的卷装数按相关文件规定。 （1）取样的卷装数按相关文件规定。 所选卷装材料应无破损，卷装呈原封不动状。 （2）所选卷装材料应无破损，卷装呈原封不动状。 2、裁取样品 全部试验的样品应在同一样品中裁取。 （1）全部试验的样品应在同一样品中裁取。 卷装材料的头两层不应取作样品。 （2）卷装材料的头两层不应取作样品。 样品标记（样品上应注明） 3、样品标记（样品上应注明） 商标、生产商、供应商、型号； （1）商标、生产商、供应商、型号； 取样日期、加标记表示样品的卷装长度方向。 （2）取样日期、加标记表示样品的卷装长度方向。 4、试样准备 每次试验的试样，应从样品长度和宽度上均匀裁取， （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 10cm cm。 少 10cm。 （2）样品经调湿后再制成规定尺寸
4．试样准备
（1) 取样方法：按照取样原则取样。 （2) 试样数量 数量：纵向(顺机向)试样最少5块；横向(横机向)试 数量 样最少5块； 5 试样尺寸： （3) 试样尺寸： 1)无纺类土工织物 裁剪试样宽度200 无纺类土工织物： 200mm 1)无纺类土工织物：裁剪试样宽度200mm ± 1mm ，并有 足够的长度以保持夹具间距为100mm；（ 100mm；（一般下料长度至少 足够的长度以保持夹具间距为100mm；（一般下料长度至少 200mm mm） 200mm） 对于机织类土工织物，将试样剪切约220mm宽 220mm 2）对于机织类土工织物，将试样剪切约220mm宽，然后从 试样的两边拆去数目大致相相等的边线以得到200 200mm 试样的两边拆去数目大致相相等的边线以得到200mm ± 1mm 的名义试样宽度，这有助于保持试样完整性。 的名义试样宽度，这有助于保持试样完整性。 注：试样完整性不受影响可直接剪切至最终宽度。 除测干态抗拉强度外，还要求测定湿态强度时， 3) 除测干态抗拉强度外，还要求测定湿态强度时，则裁剪 两倍的长度，然后一剪为二，一块测干强度；另一块测湿强度； 两倍的长度，然后一剪为二，一块测干强度；另一块测湿强度；
土工合成材料在防汛抢险中的运用
土工合成材料在防汛抢险中的应用1、前言正值汛期，各地堤坝工程险情迭出。
在汛期中如何针对不同的险情应用土工合成材料进行抢险防护是一个急需解决的问题。
土工合成材料是一种新型的岩土工程材料。
它以人工合成的聚合物，如塑料、化纤、合成橡胶等为原料，制成各种类型的产品，置于土体内部、表面或各层土体之间，发挥加强或保护土体的作用。
土工合成材料可分为土工织物、土工膜、特种土工合成材料和复合型土工合成材料等类型。
土工合成材料不仅具有较高的强度。
而且具有抗冲、耐磨、耐腐蚀和重量轻等特点。
我国在利用天然纤维材料和织物进行防汛护堤、抢险、堵口方面已有很久的历史，但利用土工合成材料来防汛抢险还是一项新技术。
随着我国经济建设的发展和对土工合成材料功能和特点的逐渐认识、研究、土工合成材料将越来越广泛地应用于水利水电工程的抢险等工程中。
2、防汛、抢险的传统材料和土工合成材料的特点堤防、涵闸等各类建筑物的安全渡汛主要采取两个层次的措施：第一是防护，就是避免险情发生；第二是抢险，即一旦险情出现，要迅速采取有效措施消除险情。
防汛、抢险最常用的传统材料主要为土料、砂料、石料以及草袋、麻包等，它们作为防汛用材已历史悠久，效果良好，仍然是当前防洪、抢险的主要材料。
这些材料虽然有来源广、数量多能就地取材等许多优点，但也存在重量重、体积大、运输困难、施工劳动强度大、施工速度慢、工程质量不易保证等不足。
土工合成材料中的土工织物一般都具有较高的强度，单位质量轻、透水性强、防腐及耐磨性好的特点，同量它还具有以下几方面的功能和作用：（1）排水功能：土工织物能截断与汇集土体中的渗水，并能将渗水沿垂直织物平面或平行织物平面排出土体；（2）反滤功能：由于土工织物构造上的水力学特性，在它排出渗水的同时，能拦阻土体颗粒不被带出；（3）隔离作用：土工织物可能把不同性质或不同级配的土石料隔开，以免互相掺杂，从而可以保证施工质量；（4）对土体的加筋作用：土工织物有较高的抗拉强度，在土体中可以约束土体的应变，提高土体的综合变形模量，减小土体变形，改善土体的受力状况。
第十二章土工合成材料ppt课件
12.3 土工合成材料的特性指标
一、物理特性
1.相对密度 指原材料的相对密度（未参入其他原料）。
2.单位面积质量 指1m2土工织物的质量，由称量法确定。常用土工织物的单
位面积为100-1200g/m2。 3.厚度
指压力2KPa时其底面到顶面的垂直距离，由厚度测定仪测 定。
二、力学特性
1.压缩性
土工织物厚度随法向压力变化的性质为该材料的压缩性。 厚度与渗透性有关，故也可求得不同法向压力下的渗透系 数。
12.4.1土工合成材料的工程应用
一、非织造型土工织物（无纺织物） 最主要用途作为排水反滤层，以代替天然粒状滤层的作
用。在这种情况下，无纺织物有时还可以起一定隔离作用。 二、织造型土工织物（有纺织物）
最主要的是做成各种土工合成材料产品或土工合成材料 系统，如编织袋，防汛袋，土工模袋等。同时，它也可直 接用作隔离层或作为加筋材料。 三、土工膜或复合土工膜
2.用于加固地基
由于土工合成材料有较高的强度和韧性等力学性能，且 能紧贴于地表面，使其上部施加的荷载能均匀分布在地层 中。当地基可能产生冲切破坏时，铺设的土工合成材料将 阻止破坏面的出现，从而提高地基承载力。
3.用于加筋土挡墙
在挡土结构的土体中，每隔一定垂直距离铺设加固作用 的土工合成材料时，该土工合成材料可对路基起到加筋作用。
12.4.1土工合成材料的工程应用
一、反滤作用
将土工合成材料铺放在上游面块石护坡下面，可起反滤 作用和隔离作用（如下图）；
同样也可铺放在下游排水体周围起反滤作用，以防止管涌。
也可铺放在均匀土坝的坝体内，起竖向排水作用，这样 可有效地降低均质坝的坝体浸润线，提高下游坝体的稳定 性，渗透水沿土工合成材料进入水平排水体，最后排至坝 体外。
第八章--土工合成材料及其在公路工程中的应用PPT课件
土工织物的工程应用与作用
返回
32
路堤加筋施工技术要点
33
加筋作用机理
❖土体一般具有一定的抗压强度，但抗剪强 度很低。设想有一块自由土体，即其侧面 上全无约束，在其顶面上施加压力，则在 不大的压力下，土体即将被压坏。如果同 样的一块土被放进一个刚性盒中，即其侧 面受到完全约束，不可能有横向扩张，则 在其顶面上加压，压力虽然达到很大值， 土块也不会被压坏。这个现象阐明了一个 简单的道理：土体受压时，其破坏与否与 土的侧向变形大小有关，允许的侧向变形 愈小，它能承受的压力将愈高，所以，要 提高土的承受能力，可以从设法减小其侧 向扩张着手。
❖ 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(PER)、聚酰胺(PA)、聚丙烯(PP)和聚氯乙 烯(PVC)等。
4
发展历程
道路工程施工技术
第八章 土工合成材料及其 在工程中的应用
北华航天工业学院建工系
1
第一节 概述 1、土工合成材料的种类 2、土工合成材料的具体应用 3、土工合成材料在工程中的应用举例 第二节 土工合成材料在公路工程中的应用
要求与施工技术 1、路堤加筋施工技术要点 2、台背路基填土加筋施工技术要点 3、过滤与排水设施施工技术要点 4、路基防护施工技术要点
❖ 返回
10
土工织物
❖透水性的平面土工合成材料。、土工 膜或不同形状的合成材料 心材复合而成的土工排水 材料。
❖塑料排水带 ❖软式排水管（渗水软管）
❖ 返回
12
土工垫
❖可有效地防止水土流失， 增加绿化面积，改善生态 环境。网垫与护坡形成一 体，可保持护坡表面免遭 风雨的侵蚀。与植物形成 的复合保护层可经受水流 冲刷。可替代混凝土、沥 青、块石等坡面材料，施 工方便，施工成本降低且 对环境无污染。返回
返回
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路堤加筋施工技术要点
33
加筋作用机理
❖土体一般具有一定的抗压强度，但抗剪强 度很低。设想有一块自由土体，即其侧面 上全无约束，在其顶面上施加压力，则在 不大的压力下，土体即将被压坏。如果同 样的一块土被放进一个刚性盒中，即其侧 面受到完全约束，不可能有横向扩张，则 在其顶面上加压，压力虽然达到很大值， 土块也不会被压坏。这个现象阐明了一个 简单的道理：土体受压时，其破坏与否与 土的侧向变形大小有关，允许的侧向变形 愈小，它能承受的压力将愈高，所以，要 提高土的承受能力，可以从设法减小其侧 向扩张着手。
❖ 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(PER)、聚酰胺(PA)、聚丙烯(PP)和聚氯乙 烯(PVC)等。
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发展历程
道路工程施工技术
第八章 土工合成材料及其 在工程中的应用
北华航天工业学院建工系
1
第一节 概述 1、土工合成材料的种类 2、土工合成材料的具体应用 3、土工合成材料在工程中的应用举例 第二节 土工合成材料在公路工程中的应用
要求与施工技术 1、路堤加筋施工技术要点 2、台背路基填土加筋施工技术要点 3、过滤与排水设施施工技术要点 4、路基防护施工技术要点
❖ 返回
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土工织物
❖透水性的平面土工合成材料。、土工 膜或不同形状的合成材料 心材复合而成的土工排水 材料。
❖塑料排水带 ❖软式排水管（渗水软管）
❖ 返回
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土工垫
❖可有效地防止水土流失， 增加绿化面积，改善生态 环境。网垫与护坡形成一 体，可保持护坡表面免遭 风雨的侵蚀。与植物形成 的复合保护层可经受水流 冲刷。可替代混凝土、沥 青、块石等坡面材料，施 工方便，施工成本降低且 对环境无污染。返回
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防止水流冲蚀和崩岸的治理，如护岸、护底工程； 边坡和路堤的保护与治理，如滑坡崩塌治理工程； 防止道路路面反射裂缝； 防止铁路基床翻浆冒泥； 寒冷地区防止土体冻胀或冻土融化； 防止土中水分迁移导致干缩或湿胀，或土壤盐渍化。
4
河岸崩塌
下部设置土工织物滤层
Geotextile filter underneath not visible
教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网 在线教务辅导网： QQ:349134187 或者直接输入下面地址：
土工合成材料
防护作用 Protection
2
主要内容
概述 常用防护构件及其在水利工程应用
软体沉排
软体排的结构设计：排体抗浮稳 定性验算
水下排体既受排体自重与压重的向 下作用力，同时又受到排体上下水 头差引起的浮力的作用，只有当排 体的自重加压重超过浮力时，才能 保证排体的抗浮稳定性。
h
m
w
m
cos
软体沉排
软体排的结构设计：排体边缘抗掀动稳定性验算
任何情况下当两块排体搭接时，均要求上游排的下游端边缘压在 下游排体上，如果情况相反，或因水流方向逆转，则排体边缘将 有被掀动的可能。水流经过搭接处，流线向上弯曲，使该处排体 所受的水压力发生变化，边缘上下产生了压力差，该压力差表现 为向上的浮力Umax，其大小与搭接处的局部流速的平方成正比。 实际流速应小于：
软体沉排
软体排的构成
软体排主要由两部分组成，即土工织物（一般为有纺织物）垫和 其上的压重。以及 用于固定的筋绳，在排体之上每隔一定距离布 设一根。以单片排为例。
Hale Waihona Puke 体沉排 排体尺寸的确定 软体排顺水流方向的尺度称为排宽B，垂直于水流方向 的尺度称为排长L。
排体在长度方向上以枯水位为界分为水上部分和水下部
—收缩系数，静水中取0.015～0.024；动水中取0.025～0.04
软体沉排
软体排的结构设计：除了上述的结构型式和尺寸的确定外， 还需要考虑两片排垫间的间距和充填物的重量，以保证排 体的稳定性。需从以下几个方面对排体的各种稳定性进行 校核：
排体抗浮稳定性验算 排体边缘抗掀动稳定性验算 排上压重的抗滑稳定性 排体连同压重沿土坡面的抗滑稳定性 排面压重块本身的稳定性 软体排末端的防冲结构形式的选择
L2 l1 l2 l3
l1—与水上排联结和固定所需排长（m）； l2—水下岸坡主体长度（m），l2 c1 c2 x2 H 2 l3—深泓线超长（m），l3 Kh 1 m02 c1和c2—分别为排体的折皱系数和收缩系数，分别取c1=1.4，c2=1.05； x—枯水位时深泓线距岸边的水平距离（m）； H—枯水位时深泓线处水深（m）； K—安全系数，可取K=1.2。 h—冲刷深度（m）； m0—水下冲刷稳定坡率，m0可取2.0～2.5。
cr rr g m
软体沉排
软体排的结构设计：排上压重的抗滑稳定性
加在排面上的压重块石或混凝土块，应进行沿排面的抗滑稳定性
分析。若土坡的坡角为α，压重块与排体间的摩擦系数为
f
（若
cR
在水下用水下值），则抗滑稳定条件为
fcR tg
若考虑稳定安全系数为Fs，则
fcR Fstg
软体排 土工箱笼 土工模袋 土工包容系统
土工网垫植被护坡 土工合成材料防治道路反射裂缝 其他应用
3
防护作用的基本概念
广义而言，凡是为了消除或减轻自然营力、环境作用或 人类活动所带来的危害而采用的各种防范、加固措施都 属于防护的范畴。
针对土木工程领域，防护工程或防护措施主要针对水 （降水与地表水）、风的侵蚀以及与地下水迁移引起的 病害。包括：
土工膜袋
土工格室护坡
常用防护构件
软体排：单片或双片；内有充填砂或砂浆，或无充填物； 土工合成材料箱笼或土工格栅格宾； 土工合成材料包容系统：土工袋、土工包、土工织物长管袋、土枕； 土工织物模袋，内灌水泥砂浆或混凝土； 土工网、三维植被网、土工垫、土工格室； 土工膜。
软体沉排
分，排长L就等于水上部分L1和水下部分排体长度L2之
和。
排体水上部分的长度L1等于水上护坡长度和挂排锚固所
需长度之和。
排体水下部分的长度L2由三部分组成：①与水上部分连
接所需要的长度；②水下岸坡的长度；③预留因冲刷而 增加的排体长度。
软体沉排
排体尺寸的确定
考虑河道靠近岸边，水下排长按深泓线法确定。
软体沉排
排体尺寸的确定
顺水流方向的排体宽度B 视需要保护的范围确定，应为保护区域
的宽度、相邻排体搭接所需宽度和考虑排体收缩余幅之和。每块 排体的有效宽度按下式计算：
B b0 b1 b2
b0—排体的制作长度（m）； b1—相邻排体的搭接长度，一般不小于0.5m；
b2—收缩减小长度，b2 b0 b1
用在排体一端或上下两端锚固的方法以提高排体的稳定性。
sat —排体与压重的饱和容重（kN/m3）；
m —排体与压重的总厚度（m）；
软体沉排
软体排的结构设计：排体连同压重沿土坡面的抗滑稳定性
软体排滑动体所承受的力不仅有自重和浮力，而且还有排体上下 水压力差引起的上托力水头h ，抗滑稳定要求：
h
sat w
m
cos
Fs
sin fsg
当通过上述验算，抗滑稳定性不满足或安全储备不足时，可以采
软体排可分为单片排、双片排、护底排，其中包括有充填物的和无充 填物的软件排等多种形式。
覆盖于可能发生冲刷的河床和岸坡上，使河床和岸坡土体与水流隔离 开来，免受冲刷。
在软体排上以抛石、预制混凝土块或联锁块体等作为压重，以防止排 体被水流漂起或移动。
优点是：① 良好的整体性；② 良好的柔性，能适应地面形状的变化， 排上的压重下可以紧贴土面；③ 排体抗拉强度高、抗磨性能好；④ 耐久性好，使用寿命长。
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土工合成材料
防护作用 Protection
2
主要内容
概述 常用防护构件及其在水利工程应用
软体沉排
软体排的结构设计：排体抗浮稳 定性验算
水下排体既受排体自重与压重的向 下作用力，同时又受到排体上下水 头差引起的浮力的作用，只有当排 体的自重加压重超过浮力时，才能 保证排体的抗浮稳定性。
h
m
w
m
cos
软体沉排
软体排的结构设计：排体边缘抗掀动稳定性验算
任何情况下当两块排体搭接时，均要求上游排的下游端边缘压在 下游排体上，如果情况相反，或因水流方向逆转，则排体边缘将 有被掀动的可能。水流经过搭接处，流线向上弯曲，使该处排体 所受的水压力发生变化，边缘上下产生了压力差，该压力差表现 为向上的浮力Umax，其大小与搭接处的局部流速的平方成正比。 实际流速应小于：
软体沉排
软体排的构成
软体排主要由两部分组成，即土工织物（一般为有纺织物）垫和 其上的压重。以及 用于固定的筋绳，在排体之上每隔一定距离布 设一根。以单片排为例。
Hale Waihona Puke 体沉排 排体尺寸的确定 软体排顺水流方向的尺度称为排宽B，垂直于水流方向 的尺度称为排长L。
排体在长度方向上以枯水位为界分为水上部分和水下部
—收缩系数，静水中取0.015～0.024；动水中取0.025～0.04
软体沉排
软体排的结构设计：除了上述的结构型式和尺寸的确定外， 还需要考虑两片排垫间的间距和充填物的重量，以保证排 体的稳定性。需从以下几个方面对排体的各种稳定性进行 校核：
排体抗浮稳定性验算 排体边缘抗掀动稳定性验算 排上压重的抗滑稳定性 排体连同压重沿土坡面的抗滑稳定性 排面压重块本身的稳定性 软体排末端的防冲结构形式的选择
L2 l1 l2 l3
l1—与水上排联结和固定所需排长（m）； l2—水下岸坡主体长度（m），l2 c1 c2 x2 H 2 l3—深泓线超长（m），l3 Kh 1 m02 c1和c2—分别为排体的折皱系数和收缩系数，分别取c1=1.4，c2=1.05； x—枯水位时深泓线距岸边的水平距离（m）； H—枯水位时深泓线处水深（m）； K—安全系数，可取K=1.2。 h—冲刷深度（m）； m0—水下冲刷稳定坡率，m0可取2.0～2.5。
cr rr g m
软体沉排
软体排的结构设计：排上压重的抗滑稳定性
加在排面上的压重块石或混凝土块，应进行沿排面的抗滑稳定性
分析。若土坡的坡角为α，压重块与排体间的摩擦系数为
f
（若
cR
在水下用水下值），则抗滑稳定条件为
fcR tg
若考虑稳定安全系数为Fs，则
fcR Fstg
软体排 土工箱笼 土工模袋 土工包容系统
土工网垫植被护坡 土工合成材料防治道路反射裂缝 其他应用
3
防护作用的基本概念
广义而言，凡是为了消除或减轻自然营力、环境作用或 人类活动所带来的危害而采用的各种防范、加固措施都 属于防护的范畴。
针对土木工程领域，防护工程或防护措施主要针对水 （降水与地表水）、风的侵蚀以及与地下水迁移引起的 病害。包括：
土工膜袋
土工格室护坡
常用防护构件
软体排：单片或双片；内有充填砂或砂浆，或无充填物； 土工合成材料箱笼或土工格栅格宾； 土工合成材料包容系统：土工袋、土工包、土工织物长管袋、土枕； 土工织物模袋，内灌水泥砂浆或混凝土； 土工网、三维植被网、土工垫、土工格室； 土工膜。
软体沉排
分，排长L就等于水上部分L1和水下部分排体长度L2之
和。
排体水上部分的长度L1等于水上护坡长度和挂排锚固所
需长度之和。
排体水下部分的长度L2由三部分组成：①与水上部分连
接所需要的长度；②水下岸坡的长度；③预留因冲刷而 增加的排体长度。
软体沉排
排体尺寸的确定
考虑河道靠近岸边，水下排长按深泓线法确定。
软体沉排
排体尺寸的确定
顺水流方向的排体宽度B 视需要保护的范围确定，应为保护区域
的宽度、相邻排体搭接所需宽度和考虑排体收缩余幅之和。每块 排体的有效宽度按下式计算：
B b0 b1 b2
b0—排体的制作长度（m）； b1—相邻排体的搭接长度，一般不小于0.5m；
b2—收缩减小长度，b2 b0 b1
用在排体一端或上下两端锚固的方法以提高排体的稳定性。
sat —排体与压重的饱和容重（kN/m3）；
m —排体与压重的总厚度（m）；
软体沉排
软体排的结构设计：排体连同压重沿土坡面的抗滑稳定性
软体排滑动体所承受的力不仅有自重和浮力，而且还有排体上下 水压力差引起的上托力水头h ，抗滑稳定要求：
h
sat w
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cos
Fs
sin fsg
当通过上述验算，抗滑稳定性不满足或安全储备不足时，可以采
软体排可分为单片排、双片排、护底排，其中包括有充填物的和无充 填物的软件排等多种形式。
覆盖于可能发生冲刷的河床和岸坡上，使河床和岸坡土体与水流隔离 开来，免受冲刷。
在软体排上以抛石、预制混凝土块或联锁块体等作为压重，以防止排 体被水流漂起或移动。
优点是：① 良好的整体性；② 良好的柔性，能适应地面形状的变化， 排上的压重下可以紧贴土面；③ 排体抗拉强度高、抗磨性能好；④ 耐久性好，使用寿命长。