土工合成材料 教学课件 徐超 邢皓枫 8土工泡沫eps

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2、脂颗粒的预膨胀中间处理环节，最后在模子内经蒸压成型或挤出定型。前者称为EPS，后者为挤出聚苯乙烯（ExtrudedPolystyrene,缩称XPS）。土工泡沫主要功能是作为超轻质填料起减压作用，还可作为可压缩夹层或热绝缘体。4概述通常采用的EPS块体大小为1.25m宽，0.5~1.0m厚，2.0m或3.0m长，但特殊情况下其长度可达到5.0m。由于EPS质轻，仅为一般填土容重的1%~3%，所以运输和施工过程中的关键不是重量而是体积。目前，EPS主要用于公路及铁路工程中的路堤与桥台、边坡治理、机场建设、港口工程、地下结构上部覆土及造园绿化等多种领域。5概述6a.挡土墙式路基d.特殊地基上的道路

3、路堤c.港口码头b.桥台填筑土工泡沫的特性与试验土工泡沫中的EPS如果以体积比计算，其空余占97%～98%，而聚苯乙烯等仅占2%～3%；如果以重量比表示，聚苯乙烯占95%以上，而发泡剂、阻燃剂等组分不足5%，因此EPS不仅具有超轻质特性，而且有缓冲荷载和绝热性等特点。在岩土工程应用中，不仅需要关注EPS的物理特性和力学特性，而且还要考虑其与其他材料之间的摩擦特性和耐久性等。7回填材料树皮锯木木材草耙火山灰泥灰煤灰炉渣EPS泡沫灰浆密度kg/m31000～11001000300～11001501200～1600800～1200500～1200130011～48200～300工程性质质轻，易腐蚀质

4、重，不易腐蚀质轻，不易老化腐蚀几种轻质材料的性能比较EPS物理性质轻质材料密度一般为0.3～1.0g/cm3应用于岩土工程方面的轻质材料主要有：聚苯乙烯泡沫塑料EPS（ExpandedPolystyreneSheet）；稳固轻质土SLS（StabilizedLightSoil）。EPS物理性质密度土工泡沫的密度即土工泡沫单位体积质量。取决于材料制造时的发泡倍率，发泡倍率越大则密度越小。由于EPS块体的密度直接影响着材料的强度，因此容重(密度)是EPS块体的重要特性指标之一。道路工程常用EPS的密度一般为20-30kg/m3，大约是土的1/50-1/100。吸水特性EPS吸水性与制造工艺有关，型

5、内发泡法生产的EPS内分布着独立的气泡，与外界不贯通，只是表面层吸取水分。吸水率对EPS材料而言，只影响其力学特性并无显著影响。9EPS物理性质耐热性与燃烧性试验结果表明，EPS的热变形温度大约在70-80℃，在此温度附近EPS开始软化。采用EPS施工应考虑遇到火灾时温度急剧上升引起EPS软化的情况，因此在施工时可在其两侧采用土或其它型式的护坡加以保护。日本曾将EPS块体浅埋于地表进行火灾试验，试验结果表明:当覆盖土的厚度超过一定值土后，地面火灾对地下EPS块体影响甚微。10EPS的力学特性强度与变形特性在EPS的岩土工程应用中，抗压强度和变形特性是重要的设计指标。EPS的抗压强度随着试件形状

6、和尺寸的不同，以及试验方法的不同而产生差异。见下表：11试验项目试验尺寸单位试验结果最小体积密度kg/m315203010%应变时的压应力50mm×50mm×50mmkPa50～110110～160200～250抗弯强度120mm×25mm×20mmkPa60～30150～390330～570抗剪强度kPa80～130120～170210～260弹性模量kPa1600～52003400～70007700～11300EPS的力学指标EPS的力学特性强度与变形特性随着密度的增加，EPS块体的抗压强度随之增大，在达到同等应变时，所对应的压应力值均相应增大。对于相同密度的EPS块体，其应力应变关系经历

7、了先弹性变形，再塑性变形的阶段。不同密度的EPS试块在加荷初期，压缩应变率小于3%，EPS块体的应力应变关系呈直线变化，弹性阶段之后，试块产生明显的塑性变形，并表现出一定的粘弹性特征。但EPS块体的应力应变关系没有明显的峰值和软化现象。屈服后EPS表现为屈服硬化，且开始阶段仍是线性的，应变继续增长，应力应变关系呈现非线性特征。12EPS的单轴抗压应力与应变关系曲线EPS与土的界面摩擦特性作为填筑材