土工合成材料 教学课件 作者 徐超 邢皓枫 7防护protection.ppt

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1、土工合成材料防护作用Protection1主要内容2概述常用防护构件及其在水利工程应用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：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

2、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。防护作用的基本概念河岸崩塌下部设置土工织物滤层Geotextilefilterunderneathnotvisible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

3、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。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。软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

4、上以枯水位为界分为水上部分和水下部分，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。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），l3—深泓线超长（m），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（

5、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。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：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，—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

6、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。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

7、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（若在水下用水下值），则抗滑稳定条件为若考虑稳定安全系数为Fs，则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

8、浮力，而且还有排体上下水压力差引起的上托力水头，抗滑稳定要求：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。—排体与压重的饱和容重（kN/m3）；—排体与压重