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1、11.1 11.1 概述概述11.2 11.2 土工合成材料种类土工合成材料种类11.3 11.3 主要功能主要功能11.4 11.4 设计计算（结合工程实例）设计计算（结合工程实例）11.5 11.5 特性与试验特性与试验11.6 11.6 施工工艺施工工艺第十二章 土工合成材料主要内容11.1 11.1 概述概述定定 义义历史发展历史发展 概概 念念岩土工程领域中一种新型建筑材料；岩土工程领域中一种新型建筑材料；由人工合成的聚合物（塑料、化纤、合成橡胶）由人工合成的聚合物（塑料、化纤、合成橡胶）为原料制成的纤维制品总称；为原料制成的纤维制品总称；置于土体内部、表面、土体之间加强和保护土体置
2、于土体内部、表面、土体之间加强和保护土体土工合成材料土工合成材料geosynthetics一、定义一、定义 2020世纪世纪3030年底年底应用于土木工程（塑料薄膜作为应用于土木工程（塑料薄膜作为防渗材料应用于水利工程）；防渗材料应用于水利工程）；2020世纪世纪5050年底年底海岸护坡工程；海岸护坡工程；2020世纪世纪6060年代年代河道、涵闸及防治路基翻浆冒泥；河道、涵闸及防治路基翻浆冒泥；2020世纪世纪8080年代年代水利、铁路、公路、军工、港口、水利、铁路、公路、军工、港口、建筑、矿山、冶金和电力部门等；建筑、矿山、冶金和电力部门等；全国成立了土工合成材料技术协作网全国成立了土工合
3、成材料技术协作网二、历史发展二、历史发展土工织物土工织物土工膜土工膜种种 类类11.2 11.2 土工合成材料种类土工合成材料种类特种土工合成材料特种土工合成材料复合型土工合成材料复合型土工合成材料一、土工织物一、土工织物透水性土工合成材料，透水性土工合成材料，根据施工工艺不同，可分为根据施工工艺不同，可分为有纺型土工织物（有纺型土工织物（woven geotextile）无纺型土工织物无纺型土工织物(non woven geotextile)编织型土工织物编织型土工织物(knitted geotextile)一、土工织物一、土工织物有纺型土工织物经纬线交织而成有纺型土工织物经纬线交织而成无纺
4、型土工织物热粘法、化学粘合法等无纺型土工织物热粘法、化学粘合法等编织型土工织物缠绕、扎结编织型土工织物缠绕、扎结一、土工织物一、土工织物一、土工织物一、土工织物一、土工织物一、土工织物一、土工织物一、土工织物一、土工织物一、土工织物优点：优点：重量轻，重量轻，整体连续性好整体连续性好（可做成大面积整体）（可做成大面积整体）；施工方便；施工方便；抗拉强度高；抗拉强度高；耐腐蚀和抗微生物侵蚀性好。耐腐蚀和抗微生物侵蚀性好。缺点缺点如未经特殊处理，其抗紫外线能力低。如未经特殊处理，其抗紫外线能力低。二、土工膜二、土工膜在各种塑料、橡胶或土工纤维上喷涂在各种塑料、橡胶或土工纤维上喷涂防水材料而制成的薄
5、膜或薄片。防水材料而制成的薄膜或薄片。主要以聚氯乙稀、聚乙烯、氯化聚乙烯或主要以聚氯乙稀、聚乙烯、氯化聚乙烯或异丁橡胶等为原料制成。异丁橡胶等为原料制成。分为加筋和不加筋两类。分为加筋和不加筋两类。土工膜特点：土工膜特点：有很好的弹性和适应变形的能力；有很好的弹性和适应变形的能力；能承受不同的施工条件和工作应力；能承受不同的施工条件和工作应力；具有良好的耐老化能力。具有良好的耐老化能力。三、特种土工合成材料三、特种土工合成材料土工格栅土工格栅土工网土工网土工垫土工垫1 1、土工格栅、土工格栅由聚乙烯或聚丙烯板通过打孔、单向或双向由聚乙烯或聚丙烯板通过打孔、单向或双向拉伸扩孔制成，孔格尺寸为拉伸
6、扩孔制成，孔格尺寸为1010100mm100mm的圆形、的圆形、椭圆形、方形或长方形格栅。椭圆形、方形或长方形格栅。1 1、土工格栅、土工格栅2 2、土工网、土工网由挤压机挤出的由挤压机挤出的1 1 5mm5mm的塑料股线制成。的塑料股线制成。3 3、土工垫、土工垫由合成材料粘结而成的三维透水聚合物网垫。由合成材料粘结而成的三维透水聚合物网垫。通常由聚乙烯制成，其厚度为通常由聚乙烯制成，其厚度为151520mm。四、复合土工合成材料四、复合土工合成材料将土工织物、土工膜和某些特种土工合成材料将土工织物、土工膜和某些特种土工合成材料中的两种或两种以上的材料，采用不同方法中的两种或两种以上的材料，
7、采用不同方法复合成为复合型的土工合成材料（复合成为复合型的土工合成材料（geocomposite）。）。如复合土工膜、复合土工网、复合排水板等。如复合土工膜、复合土工网、复合排水板等。1 1、复合土工膜、复合土工膜一布一膜、二布一膜或三布二膜等。一布一膜、二布一膜或三布二膜等。膜防渗；布排水作用。膜防渗；布排水作用。2 2、复合土工网、复合土工网3 3、土工复合排水板、土工复合排水板由芯板和透水滤布组成。芯板为硬塑料薄板，由芯板和透水滤布组成。芯板为硬塑料薄板，为瓦楞形或十字形，原料为聚氯乙稀或聚丙稀；为瓦楞形或十字形，原料为聚氯乙稀或聚丙稀；透水滤布为薄型无纺织布。透水滤布为薄型无纺织布。1
8、1.1 11.1 概述概述11.2 11.2 土工合成材料种类土工合成材料种类11.3 11.3 主要功能主要功能11.4 11.4 特性与试验特性与试验11.5 11.5 设计计算（结合工程实例）设计计算（结合工程实例）11.6 11.6 施工工艺施工工艺第十一章 土工合成材料主要内容反滤、排水、隔离反滤、排水、隔离功能功能11.3 11.3 主要功能主要功能加筋、防渗、防护加筋、防渗、防护隔隔离离功功能能加筋功能加筋功能三峡三峡防渗功能防渗功能排水沟排水沟表土覆盖层表土覆盖层表面隔断层表面隔断层基础隔断层基础隔断层地基基础地基基础垃圾渗水垃圾渗水和地下水的距离和地下水的距离渗水导管渗水导管
9、气体导管气体导管竖井竖井地质屏障地质屏障经处理的地质屏障经处理的地质屏障地下水地下水气体收集气体收集渗水收集渗水收集垃垃 圾圾 体体垃圾填埋体的主要构成防渗垃圾填埋体的主要构成防渗防护功能防护功能11.1 11.1 概述概述11.2 11.2 土工合成材料种类土工合成材料种类11.3 11.3 主要功能主要功能11.4 11.4 设计计算（结合工程实例）设计计算（结合工程实例）11.5 11.5 特性与试验特性与试验11.6 11.6 施工工艺施工工艺第十一章 土工合成材料主要内容反滤反滤层的层的作用作用机理机理反滤层的设计原则反滤层的设计原则1 1、防止发生管涌、防止发生管涌被保护土体中的颗
10、粒不得被保护土体中的颗粒不得从土工织物中的孔隙中流失。因此土工织物的从土工织物中的孔隙中流失。因此土工织物的孔径不能太大。孔径不能太大。2 2、保证水流通畅、保证水流通畅防止被保护土体的细颗粒防止被保护土体的细颗粒停留在土工织物内发生淤堵。因此土工织物的停留在土工织物内发生淤堵。因此土工织物的孔径不能太小。孔径不能太小。一、作为反滤层的设计一、作为反滤层的设计应用于无粘性土的设计准则：应用于无粘性土的设计准则：O Oe e D D D15b15bOe土工织物的有效孔径；土工织物的有效孔径；D D85b85b、D D15b15b被保护土料的特征粒径，分别相被保护土料的特征粒径，分别相应于粒径分布
11、曲线上应于粒径分布曲线上p p为为8585、1515时的粒径。时的粒径。一、作为反滤层的设计一、作为反滤层的设计应用于粘性土的设计准则：应用于粘性土的设计准则：O Oe e 0.08mm 0.08mmOe土工织物的有效孔径土工织物的有效孔径一、作为反滤层的设计一、作为反滤层的设计加固主要考虑的问题加固主要考虑的问题堤坝一部分沿土工织物堤坝一部分沿土工织物滑动的稳定性；滑动的稳定性；边坡连同地基滑动稳定性；边坡连同地基滑动稳定性；防止土工织物过量的变形防止土工织物过量的变形二、加固堤坝软基的设计二、加固堤坝软基的设计瑞典法瑞典法荷兰法荷兰法土工织物加固堤坝软基的稳定设计土工织物加固堤坝软基的稳定
12、设计高压喷射注浆法高压喷射注浆法n一、概述n高压喷射注浆（high pressure Jet Grouting)n20世纪60年代后期创始于日本。它是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后，以高压设备使浆液或水成为2040MPa的高压射流从喷嘴中喷射出来，冲击破坏土体，同时钻杆以一定速度渐渐向上提升，将浆液与土粒搅拌混合，浆液凝固后，在土中形成一个固结体。n我国于70年代开始试验应用，至今我国已有许多工程应用了高压喷射注浆法。n高压喷射注浆法所形成的固结体形状与喷射流移动方向有关：旋喷、定喷、摆喷n二、高压喷射注浆法的工艺类型n1、单管法（CCP工法）n2、二重管法（JSG工法）同轴双重喷嘴同时喷出高压浆液和空气两种介质冲击破坏土体。n20MPa浆液，0.7MPa压力气体。固结体范围明显增加。n3、三重管法（CJP工法）分别输送水、气浆液三种介质的三重注浆管。n4、多重管法n三、高压喷射注浆法的特点n 1、适用范围较广n 2、施工简便n 3、可控制固结体形状n 4、可垂直、倾斜、水平喷射n 5、耐久性好n 6、料源广阔n 7、设备简单n四、高压喷射注浆法的适用范围n 土质：软土、可塑黏性土、粉土、砂土、黄土、素填土、碎石土等地基n 工程使用范围：增加地基强度、挡土围堰及地下工程、增大土的摩擦力和粘聚力、防止液化、防渗帷幕n 堤 坝 防 渗n 管涌 反滤