土工合成材料加筋技术.ppt

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1、第十二章土工合成材料加筋技术地基处理技术土工合成材料加筋技术第一节加筋法与土工合成材料加筋法是在土中加入条带、纤维或网格等筋才，构成加筋土，从而改善土的力学性能，提高土的强度和稳定性。土工合成材料(Geosynthetics)：以人工合成的聚化物为原料制成的各类土工产品总称。由高分子聚合物通过纺丝和后处理工艺制成纤维，然后加工形成的用于岩土工程领域的建筑材料。土工合成材料的分类1、土工格栅（geogrid）：由聚乙烯或聚丙烯通过打孔、单项或双向拉伸扩孔而成，孔格尺寸为10-100mm圆形、椭圆形获长方型格栅。土工合成材料中发展迅速的一个种类。最初的土工格栅由英国耐特龙(Netlon

2、)公司制造。1980年前后，英国开发出经编格栅，采用聚酯纤维材料。此外，还有玻纤格栅。我国已有上述格栅的生产能力。单向土工格栅双向土工格栅双向玻纤土工格栅2、土工织物土工织物采用编织技术生产的可渗透的土工合成材料.分为：有纺土工织物和无纺土工织物（1）有纺土工织物：在普通纺织机上由单丝或多股丝织成,或有薄膜切成的扁丝编制而成，与通常的棉毛制品相似。经纬向具有较高的强度和刚度，拉断延伸率低，过滤／排水特性较差。有纺土工织物主要做成各种土工合成材料产品，如编织袋、防汛带、土工膜袋等。（2）无纺土工织物由短纤维或喷丝长纤维随机铺成絮垫，再经机械缠合（针刺）或热粘，或化学粘合而成。与通常的

3、毛毯相似。具有低到中等的强度和高断裂延伸率，过滤／排水性能良好。无纺土工织物主要用途是作为排水反滤层。无纺土工布有纺土工布3、土工网由连续的聚合物肋条以一定角度的连续网孔平行挤出而成。较大的孔径使其形成了像网一样的结构，同时能承受一定的法向压力孔径不显著减小。主要功能主要应用于排水领域。在土中需和外包无纺土工织物反滤层构成土工复合材料。三维土工网土工网土工网作用：草皮长成前，可保持土地表面免遭风雨的侵蚀。与植物形成的复合保护层可经受高水位、大流速的水流冲刷。可替代混凝土、沥青、块石等坡面材料，主要用于公路、铁路、河道、堤坝、山坡等坡面保护。效益：可大幅降低工程造价，造价为混凝土护坡

4、和干砌石护坡的1/7，浆砌块石护坡的1/8。采用高分子材料以及抗紫外线稳定剂，其化学稳定性高，对环境无污染（降解型的网垫二年后在土中不留痕迹）施工简便，将地表平整后，即可施工。高密度聚乙烯土工膜4、土工膜由聚氯乙烯、聚乙烯、氯化聚乙等制成的渗透性很低的膜或薄片，分为加筋与不加筋两类，厚度0.25-4mm，幅度1.5-10m。土工膜用于垃圾填埋场防渗复合土工膜一布一膜二布一膜5、土工格室菱形或蜂窝网状土三维工合成材料，厚度5-20cm,空格尺寸约80-400mm.格中充填土、砂和碎石。土工合成材料应用1、加筋路堤筋材：土工织物、土工格栅和土工格室。作用：提高路堤和地基稳定性减小不均匀

5、沉降作陡变坡，节省用地2、路面及基层加筋筋材：无纺土工织物，土工格栅铺设位置：新建沥青路面面层底部；作用：减少半刚性基面对沥青路面面层反射裂缝；2.旧沥青路面、混凝土路面上的沥青加铺层底部；作用：减少或延缓旧路面对沥青加铺层的反射裂缝。3、加筋挡土墙筋材：土工格栅作用：拉筋作用武汉大学加筋挡土墙5、加筋桥台4、防护土工模袋坡面防护、河岸防冲刷4、防护坡面防护、河岸防冲刷、防路面反射裂缝6、排水与反滤（用作反滤的土工织物一般为无纺土工织物）反滤：使用土工织物作过滤层，允许水流过土工织物，但细粒土不会大量进入排水集料或管中。在同样反虑效果时，土工格栅材料质量只有沙层的1/1000-1/

6、100007、隔离将土工合成材料置于两种不同特性材料之间，防止不同土壤层（通常为细粒土层和粒状排水土层）颗粒的相互混合。8、防渗防止液体渗漏、气体挥发，保护建筑物安全。第二节加筋法加固机理表面摩擦1、筋材的应力传递：筋材水平铺于土中，高抗拉强度、高模量的筋材于土界面应力传递方式：表面摩擦和利用横杆的被动抗力。（1）依靠表面摩擦力传递上覆压力和筋土间摩擦角越大，传递的摩擦力越大；筋材表面越粗糙，土粒径越大且带有棱角，传递的摩擦力越大。筋材应有足够的强度和弹模，保证筋土间产生错动前不被拉出。2、依靠筋材横杆被动土抗力传递（格栅、格室）格栅与土发生相对位移时，除有摩擦抗力外，格栅横杆侧面

7、受到与之垂直的被动土压力。加筋作用机理侧压力赠量理论与无加筋土比较，加筋土限制土的侧向位移，等效于给土体施加了一个侧压力增量。视凝聚力理论与无加筋土比较，加筋土的凝聚力有很大提高，内摩擦角基本不变。图（a）为未加筋的土单元，当保持3不变，1增加时，土单元体产生竖向压缩和侧向膨胀。随着1逐渐增大，在竖向变形增大的同时侧向膨胀也越来越大，直至破坏，其相应的极限应力圆为图（c）中的A圆。假如在土单元中设置水平向拉筋，如图（b）所示，通过拉筋与土颗粒之间的摩擦作用，把引