土工合成材料用途
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土工合成材料用途范文第1篇
一、应用背景
尖扎县康扬镇康加涝池项目地处尖扎县城西北部，行政上隶属康扬镇管辖，该工程水源地渠首位置在安中沟沟谷中， 目前群众早已从该沟建有引水自流灌溉渠，解决本地灌溉问题， 由于水量不足，春灌期间不能保证灌溉问题， 而兴建涝池进行部分水量有效调节，缓解春灌水量短缺矛盾。
本工程主要建设内容为引水渠、防洪墙、涝池（总库容2.0×104m3）组成。
在本工程中涝池使用了土工合成材料。涝池表层为河漫滩冲积砂卵石覆盖，需进行换基处理。坝为均质土坝，内坝坡为土工合成材料（两布一膜）防渗，内坡采用6cm厚干砌砼预制块护坡，预制块下面垫有20cm厚直径0.5～8cm砂卵石滤层，砂卵石层下面垫有一层厚20cm筛分细土，该层是土工合成材料保护层。
二、土工合成材料应用工艺及要求
1、土工合成材料作用
（1）、隔离：用土工合成材料对具有不同物理性质（粒小径大、分布、稠度及密度等）的建筑材料（如土体与砂粒、砂粒与砾石、土体与混凝土等）进行隔离。使多种材料间不流失、不混杂，保持材料的整体结构和功能，使构筑物载荷承受能力加强。
（2） 过滤 ：由细料土层流入粗料土层时，利用针刺土工布良好的透气性和透水性使水流通过，而有效的截流土颗粒、细砂、小石料等，以保持水土工程的稳定。
（3） 排水 ：土工合成材料是良好的导水材料，它可以在土体内部形成排水通道，将土体结构内多余的液体和气体外排。
（4） 加筋：针刺土工合成材料增强土体的抗拉强度和抗变形能力，增加建筑结构的稳定性，以改善土体质量。
（5）防护 ：将集中应力扩散、传递或分解，防止土体受外力作用而破坏。
（6）封闭 ：土工布与其它材料（主要是沥青或塑料膜）配合，在土层中形成不透水隔层。
2、土工合成材料应用工艺及要求
（1）储存、运输和处理土工合成材料
土工合成材料卷在安装前展开要避免受到损坏。土工合成材料卷应该堆放于平整不积水的地方，堆高不超过四卷的高度，并能看到卷的识别片。土工合成材料卷必须用不透明材料覆盖以防紫外线老化。在储存过程中，要保持标签的完整和资料的完整。在运输过程中（包括现场从材料储存地到工作地的运输），土工合成材料卷必须避免受到损坏。受到物理损坏的土工合成材料卷必须要修复。受严重磨损的土工合成材料不能使用。任何接触到泄漏化学试剂的土工合成材料，不允许使用在本工程上。
（2）基层检查：检查基层是否平整、坚实，如有异物，应事前处理妥善。
（3）试铺:根据现场情况，确定土工合成材料尺寸，裁剪后予以试铺，裁剪尺寸应准确。检查铺设宽度是否合适，搭接处应平整，松紧适度。
（4）定位：用热风枪将两幅土工合成材料的搭接部位粘接，粘接点的间距应适宜。
（5）土工合成材料的铺设： 主坝体填筑完成后，进行土工合成材料的铺设工作， 在铺设土工合成材料前，应详细检查坝体砂砾石填料中尖石不外露， 使坝体符合设计要求。将土工膜沿坝面自上而下铺开， 现场采用专用焊接机焊接，沿接缝宽度10Cm内焊1—2道缝,并检查焊接面上有无损坏孔洞， 复合土工膜中的塑料膜不准外露，铺设需有一定松驰余量，不准有悬空现象， 铺设中作好铺设部位、数量等现场记录，以备检查。 铺设土工合成材料的同时，进行细土保护层的铺设工作， 即一边铺土工合成材料一边有细土保护层覆盖，最后进行砂卵石及砼预制板的铺设,护坡砼预制块及砂卵石垫层的施工，务必压实整平。
（6）土工合成材料的缝合: 土工布的搭接根据地形及使用功能可分为自然搭接、缝接或焊接。对搭接部位进行缝合时缝合线应平直，针脚应均匀。缝合后应检查土工合成材料是否铺设平整。所有的缝合必须要连续进行。在重叠之前，土工合成材料必须重叠最少150mm。最小缝针距离织边（材料暴露的边缘）至少是25mm。缝好的土工合成材料接缝最少包括1行双线锁口链形缝。用于缝合的线最小张力应超过60N的树脂材料，并有与土工合成材料相当或超出的抗化学腐蚀和抗紫外线能力。任何缝好的土工必须采取相应的措施避免在安装后，土壤、颗粒物质或外来物质进入土工合成材料层。土工布的缝合如存在不合要求的现象，应及时进行修补。
（7）自检与修补
①必须检查全部的土工合成材料片和缝。有缺陷的土工合成材料片和缝合必须在土工合成材料上清楚标出，并做出修补。
②必须通过铺设和热连接土工合成材料小片来修补磨损的土工合成材料，土工合成材料小片要比缺陷的边缘在各个方向最少长200mm。热连接必须严格控制以保证土工合成材料补片和土工合成材料紧密结合，并对土工合成材料没有损害。
③每天铺设结束前，对当天所有铺设的土工合成材料表面进行目测以确定所有损坏的地方都已作上标记并立即进行修补，确定铺设表面没有可能造成损坏的外来物质，如细针、小铁钉等。
④土工合成材料损坏修补时应满足以下技术要求：
⑤用来补洞或补裂缝的补丁材料应和土工合成材料一致。
⑥补丁应延伸到受损土工合成材料范围外至少30厘米。
⑦在填埋场底部，若土工合成材料裂口超过卷材宽度的10%，须将损坏的部分切除，然后将两块土工合成材料连接；若在坡面上，裂口超过卷材宽度的10%，须将该卷土工合成材料移出，并用新的一卷替换。
土工合成材料用途范文第2篇
关键词：防汛；土工织物；功能作用；具体应用
Abstract: This paper mainly from the two aspects of geosynthetics function and geotextile in flood control application are analyzed and discussed in detail, in order to provide reference for staff.
Key words: flood; geotextiles; function; application
中图分类号：TU5 文献标识码：文章编号：
前言
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工程的抢险等工程中。
1、土工合成材料的功能与作用
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，同时它还具有以下几方面的功能和作用：
1.1 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；
1.2 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；
1.3 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；
1.4 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。
土工织物这些功能和特性，可以克服或改善传统材料的缺点或不足。此外 ，土工织物施工工艺简单，易保证工程质量，施工速度快，工程造价低（与传统反滤材料相比，可节约投资三分之一到二分之一）。因此对于防汛抢险这种时间性非常紧迫的工程，土工织物将成为一种十分理想的新材料，特别对一些缺土缺砂石料的地区更具有特殊的价值。
2、土工织物在防汛抢险中的具体应用
汛期江河水位高涨，常居高不下，有时还受到大风大浪侵袭，对于堤防薄弱环节，常容易酿成险情。堤坝工程的主要险情有：迎水坡发生大面积塌落，堤坝内出现贯通水流通道和裂缝，下游出现管涌、流土及成片泡泉，下游坡出现大面积散浸，洪水漫顶等。
2.1 堤坝坍塌险工的抢护。当堤坝上游有大面积塌落险情时，可采用覆盖软体排防护，这种险情大多要分秒必争地进行抢护。
沉排抢险施工方法如下：①展排体。将排体运到险工段，放在对应的堤顶上，并展开。②横枕装载。指抢险队要把装满土的编织袋放在横枕中心线上，折转枕布将对于尼龙绳头捆在一起，就成装土横枕。③滚排成捆。抢险队站在横枕一侧，滚排成捆，后将捆搭到迎水坡堤肩处。④打桩挂排。在纵枕对应的堤顶上打桩4-6根，将纵向拉筋绳拴在桩上，松紧要适度，使排体沉好后，上端超出水面为准。⑤沉排护险。抢险队面向迎水坡，往下推滚排体，使排体沉到预定位置，并在上游侧拉紧横向拉筋绳，固定排置，避免移位和翻转。⑤纵向压载。抢险队分成四组，同时向指定竖袋内投入装土的编织袋，直到装出水面为止。
2.2 管涌险情的抢护。由于渗流的作用，汛期堤坝及地基基础薄弱处往往发生渗透变形，产生管涌、流土、滑坡等险情，如不及时处理，就将危及堤坝安全。采用土工织物作为滤层，应对可能出现渗透破坏的堤段取土，进行试验计算，确定土工织物型号，然后选购所需土工织物。但在防汛抢险时，有时来不及试验，只能凭经验处理。
2.2.1 使用土工织物对管涌险情的抢护，其施工方法是：①将泉眼周围或严重散浸的地面整理平整，清除草皮杂物以及尖角石块。②如泉眼较小，可以用整块的土工织物盖住泉眼，如泉眼较大或连片泉眼，则应将土工织物互相搭接并用线缝起来，或采用化学粘合。搭接宽度一般为15-20cm。在松软的土基或水下施工时，搭接宽度应取40-60cm。③将土工织物盖在泉眼上面，即以重物将其固定，再由周围向中央压易透水的2-4cm粒径的小卵石或小石子，厚度30-50cm。石子上面再压块石或混凝土块，最后形成中心高，四周低的压重体。④铺放土工织物的面积取决于泉眼的大小和严重渗水段的范围，其面积应大于需要保护的渗水范围0.5m以上，
2.2.2 施工时应注意以下两点：①当管涌处水压较大，土工织物覆盖其上后，往往被水柱顶起来，一般说，这是压重不够，应当继续填压石子，也可以用草袋装石子压上去，直至压平为止。②当有些冒砂孔比较大时，将土工织物盖在上面，加压重后就会凹下去，甚至会将土工织物撕破。遇于这种情况，应当在孔内先用大石子，小石子瓜子片将孔洞填平（可略高于附近地面3-5cm）以分散集中的渗流。在瓜子片，石屑上面铺放土工织物并按前述办法加压重。土工织物铺放以后，开始由于土体中微粒子被渗水夹带出来，水色变浑浊，历经一段时间后，若水质变清，说明此时土体内部颗粒不再流失，土工织物已起导渗作用。
2.3 大面积散浸险情的抢护。有些土堤、坝构筑土料杂乱或施工质量差，挡水以后，随洪水位升高，水压增大，浸润线相应抬高，其渗漏也随之出现，最后水流从背水坡渗出。若渗流量过大，出现浑水，背水坡松软，有滑坡，塌陷等险情时，宜用土工织物反滤排水，以稳定坝身。土工织物用于土坝散浸排水方法有两种，一是用土工织物作贴坡排水，二是堤坡开挖导渗沟，沟内放土工织物，上面填塞小石子。
2.3.1 贴坡排水法。使用土工织物作贴坡排水，一般应考虑以下因素：①土工织物的物理特性（开孔大小和分布、厚度、压缩性）；②被保护土的物理力学特性（颗粒大小分布、孔隙率、渗透系数）；③水力条件（渗透方向是单向或往复渗透）；④作用于土工织物上的力及土工织物应具备的抗拉抗压、撕裂强度等。
用土工织物贴坡排水的施工方法是，先整平堤坡，或用砂填平，然后平铺土工织物。土工织物一般铺设在比逸出点高0.5-1m以上。然后在土工织物上铺放石子，石子上面可以放块石。施工时，不穿带钉子的鞋子作业，以免将织物扎破。织物之间搭接用线缝或用化学粘合剂粘合，搭接宽度一般为15cm左右.
当渗透水通过土工织物排出以后，可以在堤脚开挖一条导渗沟，将集流引出，同时沟内也铺放土工织物。排水沟要开挖平整，土工织物要紧贴排水沟底和两侧，并与堤坡，坝坡的土工织物搭接粘牢，最后在沟内填放石子和片石压重。
2.3.2 开挖导渗法。其施工方法是：从浸润线逸出点沿坡面至堤脚开挖若干横向沟（即垂直于堤身纵向轴线）沟的间距一般5m左右，沟深0.3-0.5m，宽0.3-0.8m，沟内必须开挖平整，然后铺放土工织物，在织物上面放小石子。土工织物放入沟内要预留一定宽度的织物在沟外，而且留在沟外的织物需盖上草席，以减少日光照射。
3、结论与建议
3.1 塌岸险工抢护、管涌、下游坡散浸、开沟导渗等险情抢护，排体透水编织布效果较好。
3.2 用土工织物防汛抢险，汛前必须缝制好各种抢险排体。根据可能出现的各种险情，相应备好抢险排体，一旦遇险就可立即抢护。否则会贻误时机，造成不必要的损失。
3.3 防汛备用土工织物材料，应按险情种类的需要去准备。
土工合成材料用途范文第3篇
【关键词】 土工合成材料水工建筑物大港海堤应用
⑽薹男鸵约爸男退拇罄嘈?人工合成的聚合物是土工合成材料的原料。其功能包括防渗、保护、加筋、隔离、反滤排水等,同时以其造价低廉、施工简便、贮存运输方便、抗腐蚀、强度高、易搬运、重量轻等优点得到了广泛应用。土工织物是土工合成材料应用较为广泛的一种,将土工织物埋置于土体之中,按照不同设计功能可以发挥出不同的搏水、过滤、加筋等作用。因其施工方便 、重量轻、造价低廉 、体积小等优点,在水利、海港等许多基本建设工程中得到广泛的应用。本文主要介绍土工织物在天津大港油田港东海堤围海工程应用的情况。
1 工程概况
大港油田港东海堤围海工程地理位置在天津市南部约60km处的渤海湾西岸,其地理位置如图1所示。
由于钻采石油等的需要大港油田在沿海潮间带不断地在筑堤围海造陆,该工程是属于围海海堤向外的扩展部分工程。主要作用是大港电厂的粉煤灰存储、石油钻采和海产养殖。主体工程分为A、B、C三 区,平面布置如图2所示。A区工程动工于1987年7月,合拢于1989年5月,全部完工于1990年12月。为合拢后进行再围堤后填部分,主要包括两侧向海延伸的突堤和横向的岸堤 (主堤)。海堤高5.5m,总长约5km。南堤长175km、北堤长1.65km、主堤长1.55km,总围垦面积2.7km。是在极其复杂的海滩潮间带地区大港油田建筑的第一座大型海堤工程。B、C区工程目前还未进行开工建设进行。
2 土工布用于淤泥地基的主要作用:
2.1 地基表层的捧水垫层
主要是利用土工布较强的渗透性能,在饱和淤泥软土地基之上铺设土工布,土工布自身会形成一个良好的捧水面。由于筑堤填土荷载,就能将淤泥中的水分顺着这一通道排出,达到淤泥固结,强度提高的效果。本工程采用的是渗透系数为1．8×10-4m／s的土工布。采用深度3m范围内的淤质粉质粘土和流塑性淤泥进行固结计算,取固结系数Cv为3.0×104cm2／年,取渗透系数K为5×l0-8m／s,可计算出地基未铺土工布时的稳定沉降量为13.9m,完全固结所需时间为7.4年。铺设土工布淤泥堤基的固结被大大加速,把下部粉砂视作一弱透水层,按双面排水计算,仅需1.85年就完全达到堤基固结,经工程测量,沉降达到稳定经历了两年左右时间,此时地基固结度已达到90％以上,对应沉降量经计算为12.5m,实际测量值仅为0.85～1.47m,因此可以判断土工布还能够起到限制沉降发展的作用。
2.2 防止地基侧向位移
随着堤身的填高堤基会产生压缩沉降和侧内位移现象,土工布此时会受拉,承载了部分荷载,同时地基侧向位移也会受到土工布与地基土之间的摩擦阻力的约束。
2.3 扩散荷载
较大的延伸率是土工布具有的一大特性,这与荆芭一同类似一柔性筏片基础,这就使得土工布能够适应较大的沉降变形,由于荆芭片在铺设与土工布上方一层,就使得具有一定的刚度,也就能起到扩散填土载荷的效果。
2.4 使地基剪切破坏区和堤体拉力破坏区的贯通得到隔离
抗拉强度较高的土工布能将堤体和地基进行分隔,不但能够约束堤体向外侧变形,减少堤内拉力的破坏作用,而且能够使堤基塑性区的范围缩小,达到提高堤体的整体性和稳定性效果。
3 海堤工程断面设计
海堤主要采用的是斜坡式土堤结构,目的是适应软弱地基的沉降变形,按位2m设计堤顶标高,校核标准为五十年一遇位,设定为5.5m。按照港工规范设计坡比,外坡设计为折线形,上下部比例分别为为1∶2和1∶3,使结冰期斜坡的折冰作用得到增强,内坡为1∶2。堤顶宽定为10.5m,主要考虑到行车等要求。底宽42.6m。堤顶处设置的防浪墙主要用来防大潮时溅浪和壅高,墙顶高程为6.3m。迎水坡堤脚设置了6m宽的护坦用来防止淘刷。典型断面如图3所示。
粘性土料装袋用于填筑堤心,1.3m厚干砌片石用于护坡,主要防止波浪冲刷和淘蚀迎水坡。土工无纺布垫下,作反滤捧水。土工布上加设一层荆芭,用于保护土工布不被片石剌破。
4 工程施工
4.1 土工布垫层的铺设
在退潮4小时间隙内进行海堤施工,土工布铺于滩地表面垂直于堤轴线方向。大于堤宽 0.5m宽,布幅之问搭接宽度为0.2～0.4m．应注意平整,避免扭曲、折皱,土工布上再铺一层荆芭片,以增加层间摩擦力和土工布的刚度,同时避免土工布受力不均,编织袋装土堆砌镇压其上,编织袋装土堆砌镇压和土工布铺设同时进行,以防止土工布被潮水冲走。镇压顺序为先海堤内外两侧边端,后由堤中心向外扩展,流动状态的地表淤泥这样就能够被挤出,面后再填土筑堤。
4.2 堤心修筑
袋装土堤心用于修筑,围堰堆砌高度3.5m,高于水位。围堰的迎水坡和背承坡用编织布袋装土堆砌2～3层,以防止潮水波浪冲刷。当地滩涂表面露出的粉土和粉砂被用作土料,主要成分为粉砂粒66～87％、粉粒19-26％、粘粒
4.3 堤外护坡的砌筑
围堤堆砌好后,一层土工滤布铺设在迎水坡面由上而下,铺设时应注意保持一定的松紧度。土工布铺设好后紧跟着做干砌石护坡,采用的是10-50kg的片石为原料,用于是防止土工布日晒光照的老化和被灌水打坏。
4.4 完成土堤断面
海堤被加高至设计高程,修填围堰内侧部分用素土分层夯实,加宽毒堤。海堤内侧因此变为陆地,施工设备得以进入场地,工程建设速度得以加快。
5 工程使用效果和观测情况
两次海堤标高测量于1991年6月和l1月分别进行,堤顶标高的高程基本上稳定在5.28～5.37m之间,说明工程建设至今,沉降已基本稳定。各堤段沉降量不同,这是因为表层淤泥质土层的厚薄不同。南北堤为1.47m．东堤为0.85m,但堤身并没有因此断裂,地基和堤坡整体滑动现象也没有出现。土工布处理淤泥地基良好的技术效果得到显现。另外,经济效益也是十分显著的,3200万元,土工布铺设的投资费用约114万元,占占工程总投资的3.32％,相比较抛石方案,节省投资670多万元,施工工期也仅用了58天 。
6 结语
综上所述,作为新型材料,土工合成材料在水工建筑物的施工过程中所起到的作用是举足轻重的,它不仅能够使水工建筑物结构更为合理,同时有效降低了工程造价,取材方便。具有投资少、施工方便、见效快、工程质量可靠、工期短等特点。通过在大港海堤工程中的实际应用,更为土工合成材料得到进一步的发展与应用打下了坚实的基础。
参考文献:
土工合成材料用途范文第4篇
【关键词】水利工程；施工；土工合成材料
水利工程在目前我国的社会发展起着越来越重要的作用，对于促进工农业生产十分关键。然而我国作为一个水资源较为紧张的国家，因此在目前的水利工程建设中对于节能环保要求也提出了新的看法。因此，在目前的水利工程建设中，以新材料、新技术为主进行施工受到人们的关注。土工合成材料作为目前工程项目中最为常见的一种，成为当前水利工程施工人员研究和探讨的热点话题之一。
1.土工合成材料概述
1.1材料概念
土工合成材料是随着科学技术和各种化学材料综合形成的一种新型岩土工程，这种工程模式是以合成纤维、塑料和橡胶等化学聚合物为基础原料形成的一种综合性材料体系，是通过将这些合成材料置放在土体以及各种土体结构之间，从而形成一种具备保护条件和土体土体条件的工作模式和方法。这种方法在目前的应用中已经形成了土工膜、土工织物和土工符合材料等多种类型体系，同时在水工建筑结构的施工中应用较为广泛，已成为了目前建筑工程施工项目中最值得我们关注和研究的话题。这主要是由于土工合成材料在应用的过程中具备着重量轻、施工和搬运方便且施工强度高、耐腐蚀性能好以及价格低廉的优势而引起的。
1.2使用范围
近年来的社会发展中，随着人们对于各种建筑结构施工要求的不断提高，其施工质量和施工技术也得到了人们的高度重视和关注。就目前的社会发展而言，这种材料已成为目前土木工程和岩土工程施工的关键所在。尤其是在水利工程的基层施工中，其主要使用者防渗墙结构、坝体结构和渠道衬砌施工之中。同时，伴随着节能、环保和可持续发展社会观念的提出，这种材料在施工中由于其节能环保优势好而得到得到人们的关注与重视。我国作为一个农业大国，在改革开放的多年时间里，由于水利工程整体性和抗渗性不科学而造成了施工质量和施工效益影响，更是造成严重的水资源浪费现象。因此，在目前的水利工程建设中，各种新材料的应用受到人们的重视，而土工符合材料也得到人们的关注。
2.土工合成材料施工技术
土工合成材料的应用是出自于岩土工程建设的一种新型材料体系，其在水利工程建设中发挥着不可忽视的作用与意义，同时其在应用的过程中不仅是在各种基础结构之中的应用，同时更是广泛的应用在各种主体结构施工模式。而且在施工的过程中，由于施工材料的不同而对于工程的设计原理、物料使用量的计算以及施工工艺等方面都提出了新的认识和要求。防渗土工合成料作为目前最为常见的一种，其在目前工程施工中得到了人们的重视，同时对于施工方法的研究也成为我们关注的重点。下面就施工中存在的各方面要求进行了系统、深入的总结和研究。
2.1坡面铺膜防渗
在目前的土工合成材料施工的过程中，坡面铺膜是最为常见的工程模式，其在施工的过程中，施工技术和施工体系是最为关键的模式。就当前的就当前的水利工程施工而言，其多数工程项目都是以土石坝为主的坝体结构模式，这种施工方式的选用对于整个工程的施工而言极为关键，同时在施工的过程中还需要对焊接工艺进行系统控制。焊接技术的应用直接决定着焊接工程质量，同时也决定着整个工程的施工效益要求。因此，在施工的过程中复合土工膜的施工极为关键和重要。
2.2堤身削坡与堤脚开挖
堤身削坡和堤脚开挖可采用人工配合机械施工，堤身按设计要求进行削坡，使其坡度达到设计标准，削坡后仔细清面，尽可能将坡面清理干净，整体上满足平整度要求，堤身堤顶分别开挖止滑槽。堤脚基础按设计断面开挖，达到相对不透水层后再向下开挖1m，宽1m深的沟槽，并清理开挖断面，同时做好基坑排水及基坑边坡稳定工作。完成以上工作后，施工和测量人员再进行堤坡规格检查，并做好实地施工记录和填写堤坡工程验收单，请监理工程师验收签证后，即可铺膜。
2.3施工铺设复合土工膜
在进行坝体土工膜铺设时，可以是顺坝轴方向铺设，最好是垂直坝轴线铺设。但是为了减少焊缝的长度，通常采用顺坝坡铺方案。对于高坝来讲，土工膜铺设通常采用坝上部分垂直坝轴线来铺设，不但能满足应力最小要求，也能满足焊缝少的特点；坝底可采用顺坝铺设，以减少焊缝。复合土工膜铺设时，要按设计及规范要求，从堤顶铺到坡底基槽，并埋入相对不透水层。铺设完毕后，应尽快回填堤脚和上部护坡，以避免开挖断面局部土质差而产生滑坡，铺膜时，注意张驰适度，避免应力集中和人为损伤，要求土工膜与地基结合面务必吻合平整，切不可有上、下游方向凸出的褶皱。
3.渗土工合成材料在工程施工中常出现的问题
防渗土工合成材料在工程施工中经常出现的问题有：经常遭受石块或其他尖棱物的穿刺破坏；由于土工薄膜缺少约束支撑，在承受水压力和土压力时易于被鼓破；薄膜受到下层气体或液体的顶托产生应力集中导致破坏；铺设在支撑土与混凝土面板之间的土工薄膜由于受到温度、重力、土移、浪击和水位变化等因素的影响，可能引起界面滑动，使土工薄膜产生过度拉伸、撕裂或擦伤；在斜面上用土或混凝土面板保护土工薄膜，当水位骤降时，土体中的孔隙水压力和库水位失去平衡而造成失稳滑动。只要按照施工规范和施工组织设计施工，确保施工质量，就可避免或减少类似问题的出现。
土工合成材料用途范文第5篇
【关键词】土工；合成材料；土界面；特性；试验
一、前言
土工合成材料发展十分迅速，而且具有很好的经济效益在工程中广泛使用。土工合成材料与土界面的强度参数更是成为学者们研究的重点。
二、试验概况
1、试验设备
拉拔试验设备为南京土壤仪器厂生产的TZY-1型土工合成材料综合测定仪。竖向荷载是由高精度调压阀和滚动隔膜汽缸组成的闭环反馈稳压系统；水平荷载采用应变控制加荷方式，由步进电机驱动变速箱均匀施加，应变速率从0.07～8.67mm/min分12档；数据由单片微机自动采集及处理。直剪试验设备为ZJ型应变控制直剪仪。
2、试验材料
试验中土工织物采用250g黑色裂膜丝（LMS）以及380g白色机织土工布（WGT）。试验中填料有吹填砂和软土，均取自汕头澄海吹填工程，根据规范吹填砂定名为中砂，软土定名为淤泥质黏土。
3、试验方法及内容
根据不同的筋材和填料设计了3种筋-土界面：①吹填砂与裂膜丝（砂-LMS-砂）；②吹填砂与白色机织土工布（砂-WGT-砂）；③上盒软土、下盒吹填砂与裂膜丝（软土-LMS-砂）。针对界面①分别进行了4组不同拉拔速率的试验，对界面③进行2组不同拉拔速率的试验，具体试验方案见表1。对于吹填砂则开展了4组不同剪切速率的直剪试验（0.4，0.8，1.2，2.4mm/min），均进行2～3次的重复试验以保证结果的稳定性。湿土样用喷壶洒水搅拌制备，以保证含水率均匀。填料分层压实，试验时，控制风干吹填砂的干密度为1.60g/cm3，吹填软土的湿密度为1.9g/cm3、含水率为42%。填料在每级荷载下固结一定时间后方进行拉拔，纯砂固结时间为15min，上软土下砂固结时间为24h。在长度方向上试样自由端伸出剪切盒以保证剪切过程中接触面积大小不变，剪切界面长度为20cm，宽度为10cm。
表1拉拔试验方案
三、试验结果与分析
1、吹填砂-裂膜丝工况
不同拉拔速率下吹填砂-裂膜丝-吹填砂拉拔试验结果见图1（a）～（d）。由图可以看出，筋-土界面无明显剪应力峰值，其剪应力-位移关系曲线呈硬化型，这说明筋-土界面在大变形条件下仍能保持较高的残余强度，拉拔速率的改变对拉拔曲线的形态无明显影响。
读取图1最大剪应力出现的位移值绘于图2。不难发现，随着正应力的增大，最大剪应力位移明显增大，但增幅逐渐减小，而随着拉拔速率的增大则是明显减小的，当速率超过4.33mm/min后，该值变化不明显。拉拔过程中，筋土相对位移是渐进性发挥的，筋材拉力及界面剪应力也是由施力端逐步传向末端的，拉拔速率越小，正应力越大，传递越慢，达到最大剪应力所需的位移也就越大。
由图3可看出，随着拉拔速率的增大抗剪强度呈快速下降、逐渐趋于稳定的规律。从0.53mm/min增至8.67mm/min，4组正应力（25～100kPa）下抗剪强度分别下降52.8%，42.8%，45%和33%，即拉拔速率的影响随着正应力增大逐步减小。另外，抗剪强度随正应力增大而增大，且在快速剪切时获得较大的增幅。综上所述，筋-土界面抗剪强度受正应力和拉拔速率的共同影响。为了探究拉拔速率的影响机制，根据试验结果绘制强度包线于图1（e）。线性拟合后得到各速率下的似黏聚力c和内摩擦角，相关指数均在0.98以上。
可以看出，似黏聚力随着拉拔速率的增大迅速减小，当速率超过4.33mm/min时，似黏聚力为0。内摩擦角有一定的减小，但逐渐趋于稳定值。究其机制，主要是裂膜丝与吹填砂的相互作用以摩擦为主、嵌锁咬合为辅，随着速率的增大，砂粒滚动较快，没有充分的时间嵌入裂膜丝的经纬缝隙中，嵌锁咬合效应减弱，宏观上表现为似黏聚力的突然丧失和一定摩擦特性的衰减（内摩擦角包括滑动摩擦角和咬合摩擦角，后者由嵌锁咬合作用引起），抗剪强度则大幅度减小。
四、土工合成材料界面应变软化模型
应变软化特性是一些土工合成材料界面具有的显著力学特性之一.许多有关土工合成材料界面的常规剪切试验以及大型剪切试验的研究中都强调了这一特性.图4给出了一个糙面土工膜与土工织物间界面应变软化现象的典型示例。从图中可以看到，随着剪切位移的发生，界面剪应力沿曲线上升并在一定位移处达到峰值，然后随着剪切位移的继续增大，剪应力反而下降并最终趋近于一定的残余强度值。
在与土工合成材料界面有关的数值分析中，很多学者根据试验资料，针对应变软化特性提出了不同的计算模型.Jones和Dixon利用传统的摩尔库仑理论，定义摩擦角和粘聚力为总剪切位移的函数，并且随着剪切位移的变化而变化，最终剪切应力剪切位移关系被简化为多段折线形式.
土工合成材料界面的力学特性因为材料种类、制造工艺、应力状态、环境条件等的不同有很大的差异，即使表现出应变软化特性的界面，其剪应力相对位移关系也在显著程度等方面存在很大的不同.因此，在数值计算中，针对不同特点的界面采用与之相适应的、能够准确模拟界面应力应变关系的本构模型是保证计算精度的关键.本文根据一部分土工合成材料界面剪应力位移曲线特点，提出了一种新的应变软化特性本构模型，并给出了界面剪切刚度计算表达式，以实现其在数值计算中的应用.对于应变软化现象不明显的土工合成材料界面，若忽略应变软化现象，则界面应力应变关系通常采用Clough和Duncan双曲线模型模拟，其峰值后应力应变关系简单地用水平直线代替.本文考虑界面的应变软化特性，以剪应力峰值对应剪切位移为分界点，将剪应力剪切位移曲线前后两部分分别处理，在剪应力达到峰值之前，剪应力剪切位移关系依然采用经典的Clough和Duncan双曲线模型模拟.剪应力达到峰值之后，即界面应变软化阶段的剪应力剪切位移关系以剪应力峰值为原点，用另外一条倒置的双曲线进行模拟。
五、结束语
总之，通过试验分析，我们对土工合成材料与图界面的作用特性有了一定了解，随着技术水平的发展，我们的研究也将更加深入，推动该项技术更快的发展。
参考文献
