土工合成材料的分类及在我国的应用和发展分类

土工合成材料的分类及在我国的应用和发展分类:

土工合成材料，又称“土工布”、“土工织物”，它是以合成纤维、塑料、合成橡胶等

为原料制成的不同种类产品，使用过程中具有分离、加固、排水、过滤、防护、防渗六大基本功能。国外在三十年代就开始了使用，迄今其产品从单一纺织品发展到其它合成材料及其复合材料。现在土工合成材料已被称作与钢材、水泥、木材齐名的"第四种工程材料"，并广泛的应用于岩土、水利及土木工程等领域中。

土工合成材料的种类

土工合成材料种类很多，一般按功能及生产方法分为四大类，即土工织物、土工膜、土工复合材料、土工特种材料。下面概述几种土工合成材料的特点及应用。

机织土工布

是我国使用最早的一种土工布。现我国使用较多的机织布材料有长丝机织布和扁丝机织

布两种，材料以聚丙烯为主，单位重量一般为100～300克/平方米。它的应用以制作反滤布的土工模袋为多。机织土工布具有强度高、延伸率低的特点，广泛使用在水利工程中，用做防汛抢险、土坡地基加固、坝体加筋、各种防冲工程及堤坝的软基处理等。其缺点是过滤性和水平渗透性差，孔隙易变形，孔隙率低，最小孔径在0.05～0.08mm，难以阻隔＜0.05mm 以下的微细土壤颗粒；当机织布局部破损或纤维断裂时，易造成纱线绽开或脱落，出现的孔洞难以补救，因而应用受到一定的限制。

经编土工布

用经编机生产经编土工布的方法较少单独采用，经常与其他方法联合使用，如将经编布

与非织造布交织形成纤网型缝编土工布，也可与纸带一起编织成可降解的经编土工布。经编土工布主要应用于排水沟、水坝或烟筒过滤，无中间层的海岸保护，阻截自流水压，加固垂直地面、倾斜面和堤岸基层等。

非织造土工布

非织造土工布的出现比织造土工布晚，其生产方法主要有纺粘法和针刺法两种，其中针

刺法在我国所占比例较大。采用的原料以涤纶为主，其次是丙纶和维纶，单位重量为100～800克/平方米。非织造土工布具有较大的延伸率，能适应较大的变形，可以根据需要制成适当大小的孔隙，并在水平与垂直方向均具有较好渗透力。因此，非织造土工布的发展速度很快，并已成为土工布的主要组成部分。现已广泛应用于解决路基沉陷及翻浆冒泥问题，用于土石坝的排水系统、地下排水管道、软弱地基加固，各种堤岸的护坡垫肩等工程的滤层。此外，还可用于土加筋材料，使软基加固或修筑轻型挡土墙，同时，还能降低路堤下的孔隙水压。

复合土工布

复合土工布是由两种或两种以上不同功能、不同种类的土工布及其他材料复合而成，复

合材料可以是纺粘或针刺型非织造布、机织布、聚乙烯薄膜、塑料网、塑料管等。其生产方法主要有以下两种：(1)机械方法：采用针刺复合和缝编工艺技术；(2)热熔粘合法：采用超声波粘合及热轧粘合技术。复合土工布在我国应用较多的是复合土工膜和塑料排水管，可应用于软地基和地基下具有坑洼的路基，堤岸的增强，路边排水，桥座和挡土墙下排水，蓄水池、废物处理池的密封层，传统沙石层排水系统的替代等。复合土工布在原有单层材料基础上使其性能得到很大改善，如层压后的土工布力学性能得到很大提高，机织布与非织造布经针刺复合后的过滤性能得到改善等。

国内土工合成材料应用现状

土工合成材料在我国的发展较晚，大约在60年代中期开始，机织土工布应用于河道及涵闸工程。80年代初，非织造布始在铁路工程和水利工程上试用，截止到1986年，我国累计土工布总产量约100万平方米。进入90年代，土工布应用发展更快，1992年机织土工布耗用量达9000多万平方米。1998年发生特大洪水，编织布用量已超过1亿平方米/年。非织造土工布1995年耗用量达到6500万平方米，至今其使用量也已超过1亿平方米/年。目前，土工布在我国应用规模较大、效果较好的有以下几方面：

(1)水利工程建设方面。江苏省采用土工布对沿江沿海堤坝进行加固，这些航道、河道护坡成功地经受了1998年的特大洪水侵袭的考验；河北省黄壁庄水库下游减压进井冒浑水，采用土工布封堵后，在1998年特大洪水冲击下没有出现险情；天津北塘水库使用土工布后，工程质量明显提高；我国最大的水运工程长江深水航道疏浚工程，在工程设计中决定试用土工布构筑导堤，经试验段测试，取得了其他材料难以达到的良好效果。另外，上海陈行水库工程、江苏太仓中远国际城等工程也均采用了土工布。

(2)公路建设方面。我国公路建设使用土工布现还局限于高速和等级公路，使用规模较大的工程有东北锦大公路、浙江杭甬高速公路、广州环城高深汕高速西段、上海沪宁高速公路等。

(3)铁路建设方面。我国铁道部门从1981年开始采用土工布处理路基损坏及其他问题，如用在京九铁路建设中的地基处理与边坡加固、京广铁路翻浆冒泥的整治、上海地铁二号线龙东路西段工程等。

(4)环境保护方面。土工布在环境工程方面的应用比例还不很大，但在垃圾场及废水排放治理等工程中的应用会越来越多。至今，我国土工布在环保方面应用较多的是在贮尾矿和灰坝的处理，如上海外高桥电厂、嘉兴电厂、上海石洞口电厂的灰坝、铜山尾库矿等工程中。2008.3.22 09:00 作者：jxwmsy

复合土工布的使用及技术标准分类:

长丝短纤复合土工膜（防水土工布）

复合土工膜采用淋膜复合工艺，可生产一布一膜、二布一膜和多布多膜等各种规格（基布采用针刺土工布，也可采用长丝机织布、塑料纺织布）。该生产工艺既保持了土工基布的良好力学性能，又使复合产品薄膜厚度均匀，剥离强度高，避免了薄膜上气孔、砂眼的形成，大大的提高了膜的抗渗强度。薄膜表面采用了压花处理，增加了成膜的靡擦系数，既提高了防渗工程的稳定性，又方便了施工。因复合土工膜采用了土工布（机织布或塑料编织布）做基布，所以它除具有土工布隔离、防水、防护等作用外，还具有封闭、防渗功能，可广泛应用

于水利堤坝、筑路、机场、排水、房屋、环保等许多领域，在工程中主要起防渗、防护、加固作用。

复合土工膜机能与特性

1、强度高

由于采用了先进的成型工艺和科学的原材料配方，复合土工膜的物理力学性能指标高，满足水利、土木工程、交通等工程设计安全要求，适用各种工作条件的环境

2、抗老化耐久性能好，适应环境强度范围大

由于聚乙烯材料特性和在生产工艺中添加了抗老化剂，使用寿命可达30～50年

3、抗穿刺强度高、摩擦系数大

经测定其园球顶破强度可达290N，在一般工作条件下不易被刺破。复合土工膜的土工织物层起着垫层、过滤层和保护作用，同时膜上加糙纹，摩擦系数加，与饱和中砂时，摩擦系数F可达0.28，土工布与饱和中砂摩擦系数F可达0.40。抗拉、撕裂、破等各项物理力学指标较高。

4、耐腐蚀、无毒

由于聚乙烯材料特性，其产品耐酸碱，耐腐蚀。在浊度为85摄时度PH=13NAOH的溶液中浸泡一周基本无变化；在5%的酸溶液中浸泡基本无变化。

产品规格及性能及参数（即GB/T17638-1998国家标准）

序号项目指标规格150200100250300350400450500600800备注

1单位面积质量偏差，%-8-8-8-8-7-7-7-7-6-6-6

2厚度，mm ≥0.91.31.72.12.42.73.03.33.64.15.0

3幅度，偏差，%-0.5

4断裂强力，KN/m ≥2.54.56.58.09.511.012.514.016.019.025.0纵横向

5断裂伸长率，%25～100

6CBR顶破强力，KN ≥0.30.60.91.21.51.82.12.42.73.24.0

7等效孔径0 （0 ）,mm0.07～0.2

8垂直渗透系数,cm/sKx（10 -1 ～10 -3 ）K=1.0 ～9.9

9撕破强力，KN≥0.080.120.160.200.240.280.330.380.420.460.60纵横向

此产品以高强钢丝（或其它纤维），经特殊处理，与聚乙烯（PE），并添加其它助剂，通过挤出使之成为复合型高强抗拉条带，且表面有粗糙压纹，则为高强加筋土工带。由此单带，经纵、横按一定间距编织或夹合排列采用特殊强化粘接的熔焊技术焊接其交接点而成型，则为加筋土工格栅。

产品技术特点：

1.强度高、变形小；

2.蠕变小；

3.耐腐蚀、寿命长；钢塑土工格栅以塑料材料为保护层、再辅以各种助剂使其具有抗老化、氧化性能，可耐酸、碱、盐等恶劣环境的腐蚀。因此,钢塑土工格栅可以满足各类永久性工程100年以上的使用需求，且性能优，尺寸稳定性好。

4.施工方便快捷、周期短、成本低；钢塑土工格栅铺设、搭接、定位容易、平整，避免了重叠交叉，可有效地缩短工程周期，节约工程造价的10%-50%。

工程应用领域：

公路、铁路、桥台、引道、码头、护岸、水坝、渣场等的软土地基加固、挡墙和路面抗裂工