土工布在市政工程的应用

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1、土工布在市政工程的应用近代土工织物(土工布)的发展,是与聚合物和合成纤维的发展分不开的,从五十年代末期才开始用于岩土工程,从五十年代末期到六十年代在美国、欧洲、日本逐渐推广。七十年代以来,土工织物广泛用于公路、铁路、水利和港工建筑物各个领域。土工织物的大量生产和应用,已被普遍认为是一种可以提高工程质量、加快施工进度、降低工程造价、延长维修周期的较为理想的工程材料。世界土木工程界、化工、纺织界为推动这一工程材料的发展和应用,从1979年至今,国际上已召开了四界土工织物会议,我国在1986、1989、1992

2、年也已开了三界全国性土工织物学术讨论会。这充分反映了土工织物在工程上应用发展之迅速和广泛。  我国对土工织物的研究和应用方面起步较晚,从八十年代起,才在铁路、水利部分开始应用,并取得了可靠的成绩,已明显显示出这种材料的优越性。我们在丹拉支线高速公路天津南段第Ⅷ标(王稳庄互通式立交)的软基处理的施工中,也采用了土工织物。随着我们对这种材料性能认识上的提高和实际工程上的应用,不断总结交流,土工织物必将得到广泛应用和普遍重视。    一、土工织物的特性    1、土工织物性质  土工织物是一种化纤产品,其原料有

3、聚丙稀(丙纶)、聚脂(涤纶)、聚洗胺(棉纶)等,从产品钟类上看,可分为纺织(有纺)织物和无纺织物两大类。所谓纺织织物,也由聚合物获取纤维,然后行成线,在织机上编织成组织规划的布。所谓无纺织工织物原材料是聚丙稀等化纤产品,所以它具有耐化学剂性强、熔点高、强度大等优点,而无纺织比有纺布成本较低、工艺简单、产量高、其抗拉强度无显著方向性,所以无纺布是世界上目前应用最广的土工织物。  土工织物根据用途不同,生产出的规格要求也不同。  2、土工织物的功能与应用  土工织物作为建筑材料的功能是多方面的,以下几种基本功

4、能和应用已被专家,设计人员和厂商所公认。  (1)分离作用。土工织物可有效地防止两种不同粒径地土料的混合,以免互相混杂,或发生土粒流失情况。这种功能对于在较软的土层上建造公路或铁路路基非常重要。经验表明,在某些情况下要是没有土工布,实际上就不可能在其地基上建造工程,因为填充材料会直接沉陷到底层土中。  (2)过滤作用。使用土工织物作滤层与级配砂砾滤层作用使相同的,土工织物,能使水自由流过而几乎不需压力,但又能阻止土壤细粒的损失,以免导致某些工程的不稳定和冲蚀。  例如:  a:用土工织物铺在河道砌块下或在

5、水工结构中,河、湖岸堤受到波浪冲击或波浪水位变化的作用,土壤冲蚀而降低稳定性时,在河堤与护堤之间铺设土工织物过滤层,就能阻止土壤的冲蚀,防止河岸塌陷。  b:用土工织物作排水育沟。土工织物阻止土壤中细颗粒混入级配砂石滤层中,以免级配砂石滤层堵塞而失去滤层作用,保证滤层的质量。  (3)排水作用。使土工织物本身形成排水通道,把土中的水分汇集在织物之内,沿着织物缓慢地排除土体。  a:在一些隧道建筑中,必须在喷浆混凝土壳体之间铺设一层防水体系。这个体系由不透性合成膜构成,并且由土工织物起防穿刺保护作用,并起排

6、水作用。从岩石渗透出来地水在土工织物内流动,流到隧道底部地排水管,因此能防止在隔水膜之后积聚水压。  b:在含水量大的软土地区修筑公路,可以用特制机械,将土工织物插入土中,地下水沿土工织物柱流出地面,进入透水砂层或土工织物层排地路基。  (4)加固作用  a:土工织物夹在骨料---土工织物---土基系统中,可分散车辆荷载到较大面积上,减小了荷载对土基的压力。在荷载作用下,松软土基产生的变形,由于土工织物具有一定韧性和延伸度、所以土工织物随之变形而嵌固于土基之中。使整个系统形成连接结构,提高结构的稳定性,改

7、善土基的承载力。  b:用土工织物作挡土墙。通常用混凝土作挡墙,造价较高,用土工织物作挡墙,其作用是提高土层的切变强度,同时,由于土工织物的透水性,使结构中渗出的水流出而不会积聚水压力,增强斜坡的稳定性。  由于土工织物具有良好的隔离、排水、加筋等物理力学性能,过滤型土工织物还具有急既能保证孔隙水可以自由流出,同时又能截住细颗粒的良好水力特性,虽然公路上应用起步较晚,但已取得了良好的效果,交通部重庆公路科学院所通过计算分析和试验对比,初步得出如下结论:  a:土工织物受材料、编织方法、试验方法等因素的影响

8、,其强度、性能差异很大,土工织物的应用,应根据实际情况加以分析,妥善选取。  b:土工织物对软基路堤的加筋,其主要作用是限制了软基和堤的侧向位移,增加了侧向约束,从而降低了应力水平,加强了路堤的稳定性,但加筋效果受到了织物模量、软基模量、软基厚度等因素的影响。  c:土工织物的加筋效果与施工速度有关,一般来说施工速度快,加筋效果好,施工速度慢,加筋效果不显著。  d:用邓肯模型来耦合boit固结理论对实际工程进行有限元分析,基

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