土工特种材料

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摘要土工特种材料是土工合成材料的一类,它们是为了满足工程特定需求而生产的产品,因此存在多种不同的品种。 土工特种材料种类 常见的土工特种材料有:土工格栅、土工网、土工模袋、土工格室、土工合成材料黏土垫层、聚苯乙烯泡沫塑料等。 1、土工格栅 土工格栅是在聚丙烯或高密度聚乙烯板材上先冲孔...

土工特种材料

土工特种材料是土工合成材料的一类,它们是为了满足工程特定需求而生产的产品,因此存在多种不同的品种。

土工特种材料种类

常见的土工特种材料有:土工格栅、土工网、土工模袋、土工格室、土工合成材料黏土垫层、聚苯乙烯泡沫塑料等。

1、土工格栅

土工格栅是在聚丙烯或高密度聚乙烯板材上先冲孔,然后进行拉伸而成的带长方形孔的板材。

加热拉伸是让材料中的高分子定向排列,以获得较高的抗拉强度和较低的延伸率。按拉伸方向不同,可分为单向拉伸(孔近矩形)和双向拉伸(孔近方形)两种。单向拉伸在拉伸方向上皆有较高强度。

土工格栅强度高、延伸率低,是加筋的好材料。土工格栅埋在土内,与周围土之间不仅有摩擦作用,而且由于土石料嵌入其开孔中,还有较高的啮合力,它与土的摩擦系数高达0.8~1.0。

2、土工网

土工网是由聚合物挤塑成网,或由粗股条编织,或由合成树脂压制成的具有较大孔眼和一定刚度的平面结构网状材料。网孔尺寸、形状、厚度和制造方法不同,其性能也有很大差异。一般而言,土工网的抗拉强度都较低,延伸率较高。这类产品常用于坡面防护、植草、软基加固垫层或用于制造复合排水材料。

3、土工模袋

土工模袋是由上、下两层土工织物制成的大面积连续袋状材料,袋内充填混凝土或水泥砂浆,凝固后形成整体混凝土板,可用作护坡。模袋上下两层之间用一定长度的尼龙绳来保持其间隔,可以控制填充时的厚度。浇注在现场用高压泵进行。混凝土或砂浆注入模袋后,多余水量可从织物孔隙中排走,故而降低了水分,加快了凝固速度,提高了强度。

按加工工艺不同,模袋可分为机织模袋和简易模袋两类。前者是由工厂生产的定型产品,而后者是用手工缝制而成的。

4、土工格室

土工格室是由强化的高密度聚乙烯宽带,每隔一定间距以强力焊接而形成的网状格室结构。典型条带宽100mm、厚1.2mm,每隔300mm进行焊接。闭合和张开时的形状如图12-8所示。格室张开后,可填土料,由于格室对土的侧向位移的限制,可大大提高土体的刚度和强度。土工格室可用于处理软弱地基,增大其承载力,沙漠地带可用于固沙,还可用于护坡等。

5、土工管、土工包

土工管是用经防老化处理的高强度土工织物制成的大型管袋及包裹体,可有效地护岸和用于崩岸抢险,或利用其堆筑堤防。

土工包是将大面积高强度的土工织物摊铺在可开底的空驳船内,充填200~800m3,料物将织物包裹闭合,运送沉放到一预定位置。在国外,该技术主要用于环境保护。

6、聚苯乙烯板

块聚苯乙烯板块又称泡沫塑料,是以聚苯乙烯为原料,加入发泡剂制成的。其特点是质量轻、热导率低、吸水率小、有一定抗压强度。由于其质量轻,可用它代替土料,填筑桥端的引堤,解决桥头跳车问题。其热导率低,在寒冷地带,可用该材料板块防止结构物冻害,如在挡墙背面或闸底板下放置泡沫塑料以防止冻胀等。

7、土工合成材料黏土垫层

土工合成材料黏土垫层是由两层或多层土工织物(或土工膜)中间夹一层膨润土粉末(或其他低渗透性材料)以针刺(缝合或粘接)而成的一种复合材料。其优点是体积小、质量轻、柔性好、密封性良好、抗剪强度较高、施工简便、适应不均匀沉降,比压实黏土垫层具有无比的优越性,可代替一般的黏土密封层,用于水利或土木工程中的防渗或密封设计。

土工特种材料护坡应用

1、土工格室碎石护坡

土工格室是 90年代开始应用的一种新型护坡材料,近年来在国外已被广泛应用于坡面防护中。土工格室是由高分子聚合片材经高强度焊接而形成的一种三维网络结构。使用前紧密地叠合在一起,便于运输 ,使用时可人工拉开成网格状,每个独立封闭的小室可以将土壤或碎石充填料挡护在格室内,避免被雨水冲走流失。同时,每个格室侧壁又起到层层挡墙作用,可大大减缓水流流速,避免坡面径流的形成,达到防护坡面的目的。

2、三维网垫固土植草护坡

三维网垫是以热塑料为原材料,采用科学配方,经挤压、拉伸,复合等工序制成。其结构分为上、下两层,下层是由经双向拉伸的高膜量基础层构成,上层是由具有一定弹性的、规则的、凹凸不平的网包组成。本试验工程采用的是绿色、上下两层的三维植被网垫,幅宽 1. 9 m。 其护坡设计比降为 1∶3。 为满足植被根系生长需要,在修整后的砂质堤坡上铺筑 20 cm种植土,在种植土垫层上铺设三维网垫,采用竹钉铆固在坡面上,然后在坡面播撒多年生护坡细羊毛、高羊毛、苜蓿等混合草籽并覆盖种植土,喷水养护,使其发芽、生长成坪,当根系和茎叶发育成熟后,与三维网垫共同形成护坡防护结构。

土工特种材料在水利工程中的用途

土工特种材料用于防渗工程时,主要材料选取应符合下列要求:(1)一般情况下宜采用土工膜或复合土工膜;(2)承受较高拉力时,宜采用加筋复合土工膜;(3)地形复杂,土工膜焊接质量难以保证,要求隔渗层受损后易于自愈时,可采用土工合成材料膨润土防渗垫;(4)道路工程可采用现场涂(喷)沥青的薄膜土工织物。

工程中需要反滤功能时,可采用无纺土工织物,或兼顾其他需要采用有纺土工织物;工程中需要排水功能时,可采用无纺土工织物(利用其平面排水);需要排水能力较大时,可采用复合排水材料和结构(排水沟、排水管、软式排水管、缠绕式排水管或塑料排水带等)。

需要利用工程措施实现防冲、防浪、防冻、防震、固砂、险情抢护、防止盐渍化、防泥石流或需用轻质材料使结构减载等时,可选用相应的土工特种材料。

土工特种材料可用作加筋材改善土体强度,提高土工结构物稳定性和地基承载力。用作加筋材的土工特种材料按不同结构需要可分为:土工格栅、土工织物、土工带和土工格室等。

 

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 最后更新:2024-3-30