土工合成材料，又稱“土工布”、“土工織物”，它是以合成纖維、塑料、合成橡膠等為原料制成的不同種類產(chǎn)品，使用過程中具有分離、加固、排水、過濾、防護(hù)、防滲六大基本功能。國外在三十年代就開始了使用，迄今其產(chǎn)品從單一紡織品發(fā)展到其它合成材料及其復(fù)合材料?，F(xiàn)在土工合成材料已被稱作與鋼材、水泥、木材齊名的"第四種工程材料"，并廣泛的應(yīng)用于巖土、水利及土木工程等領(lǐng)域中。
1、土工合成材料的種類及應(yīng)用
土工合成材料種類很多，一般按功能及生產(chǎn)方法分為四大類，即土工織物、土工膜、土工復(fù)合材料、土工特種材料。下面概述幾種土工合成材料的特點(diǎn)及應(yīng)用。
1.1機(jī)織土工布
是我國使用較早的一種土工布?，F(xiàn)我國使用較多的機(jī)織布材料有長絲機(jī)織布和扁絲機(jī)織布兩種，材料以聚丙烯為主，單位重量一般為100～300克/平方米。它的應(yīng)用以制作反濾布的土工模袋為多。機(jī)織土工布具有強(qiáng)度高、延伸率低的特點(diǎn)，廣泛使用在水利工程中，用做防汛搶險(xiǎn)、土坡地基加固、壩體加筋、各種防沖工程及堤壩的軟基處理等。其缺點(diǎn)是過濾性和水平滲透性差，孔隙易變形，孔隙率低，較小孔徑在0.05～0.08mm，難以阻隔＜0.05mm以下的微細(xì)土壤顆粒；當(dāng)機(jī)織布局部破損或纖維斷裂時(shí)，易造成紗線綻開或脫落，出現(xiàn)的孔洞難以補(bǔ)救，因而應(yīng)用受到一定的限制。
1.2經(jīng)編土工布
用經(jīng)編機(jī)生產(chǎn)經(jīng)編土工布的方法較少單獨(dú)采用，經(jīng)常與其他方法聯(lián)合使用，如將經(jīng)編布與非織造布交織形成纖網(wǎng)型縫編土工布，也可與紙帶一起編織成可降解的經(jīng)編土工布。經(jīng)編土工布主要應(yīng)用于排水溝、水壩或煙筒過濾，無中間層的海岸保護(hù)，阻截自流水壓，加固垂直地面、傾斜面和堤岸基層等
1.3非織造土工布
非織造土工布的出現(xiàn)比織造土工布晚，其生產(chǎn)方法主要有紡粘法和針刺法兩種，其中針刺法在我國所占比例較大。采用的原料以滌綸為主，其次是丙綸和維綸，單位重量為100～800克/平方米。非織造土工布具有較大的延伸率，能適應(yīng)較大的變形，可以根據(jù)需要制成適當(dāng)大小的孔隙，并在水平與垂直方向均具有較好滲透力。因此，非織造土工布的發(fā)展速度很快，并已成為土工布的主要組成部分?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于解決路基沉陷及翻漿冒泥問題，用于土石壩的排水系統(tǒng)、地下排水管道、軟弱地基加固，各種堤岸的護(hù)坡墊肩等工程的濾層。此外，還可用于土加筋材料，使軟基加固或修筑輕型擋土墻，同時(shí)，還能降低路堤下的孔隙水壓。
1.4土工格柵
我國以聚乙烯材料為主的塑料土工格柵居多，它是將高聚物薄膜經(jīng)有規(guī)律的刺孔、加熱，然后在一個(gè)方向拉伸，使高聚物中大分子鏈沿拉伸方向取向，并獲得單軸向格柵。也可繼續(xù)在另一方向拉伸，得到雙軸向土工格柵，使兩個(gè)方向都有較高強(qiáng)度，土工格柵主要應(yīng)用于軟土基礎(chǔ)加固及護(hù)坡、護(hù)堤等工程中。
1.5復(fù)合土工布
復(fù)合土工布是由兩種或兩種以上不同功能、不同種類的土工布及其他材料復(fù)合而成，復(fù)合材料可以是紡粘或針刺型非織造布、機(jī)織布、聚乙烯薄膜、塑料網(wǎng)、塑料管等。其生產(chǎn)方法主要有以下兩種：(1)機(jī)械方法：采用針刺復(fù)合和縫編工藝技術(shù)；(2)熱熔粘合法：采用超聲波粘合及熱軋粘合技術(shù)。復(fù)合土工布在我國應(yīng)用較多的是復(fù)合土工膜和塑料排水管，可應(yīng)用于軟地基和地基下具有坑洼的路基，堤岸的增強(qiáng)，路邊排水，橋座和擋土墻下排水，蓄水池、廢物處理池的密封層，傳統(tǒng)沙石層排水系統(tǒng)的替代等。復(fù)合土工布在原有單層材料基礎(chǔ)上使其性能得到很大改善，如層壓后的土工布力學(xué)性能得到很大提高，機(jī)織布與非織造布經(jīng)針刺復(fù)合后的過濾性能得到改善等。
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