土同合成材料.ppt

6 8土工合成材料 土工合成材料是以人工合成的聚合物 如塑料化纤 橡胶等 为原料 制成各类产品 置于土体内部 表面或各种土体间 起加强或保护土体作用 6 8 1土工合成材料种类土工织物土工膜特种土工合成材料复合型土工合成材料 6 8 2工程特性1 物理特性厚度 土工织物厚度用专门的厚度测试仪 土工膜厚度用千分尺测定 单位面积质量 测定方法秤量法 2 力学特性抗拉强度a 拉伸试验方法 即把试样两端用夹具夹住 以一定的速率施加荷载进行拉伸直至破坏 测得试样自身断裂强度及变形 绘出应力 应变曲线 b 公式 Ts Pf B 6 8 1 Ts 抗拉强度 KN mPf 测读的最大抗拉力 KNB 试样宽度 m 伸长率 p Lf Lo Lo 6 8 2 p 伸长率 Lo 试样初始长度 mmLf 对应最大拉力时的试样长度 mm 握持强度土工织物承受集中力的现象普遍存在 握持强度反映其分散集中力的能力 由于各单位采用试样和夹具尺寸不尽相同 试验难度较大 因此一般不宜作为设计依据 只可用做不同土工织物的抗拉强度的比较 撕裂强度反映了试样抵抗扩大破损裂口的能力 可评价不同土工织物和土工膜被扩大破损程度的难易 是土工合成材料应用的重要力学指标 试验方法沿用纺织品标准测试方法 按试样形状分 梯形法 翼形法 舌形法 目前多采用梯形法 土工织物梯形撕裂强度值一般为0 15 30KN 不加筋土工膜的梯形撕裂强度值一般为0 03 0 4KN 顶破强度 刺破强度及穿透强度顶破强度 反映土工织物及土工膜抵抗垂直织物坡面的法向压力的能力 刺破强度 反映土工织物或土工膜抵抗小面积集中荷载的能力 穿透强度 用穿透试验所得孔眼的大小 评价土工织物或土工膜抵御穿透的能力 蠕变性能指材料在受力大小不变的条件下 其变形随时间增长而逐渐增大的现象 是决定材料料能否长期使用的关键 摩擦特性A 直接剪切摩擦试验摩擦剪切强度符合库伦定律 Ca P tan Ca p f 6 8 3 试中 界面抗剪强度 kpaCa 粘结力 kpa 摩擦角 p 法向压力 kpaf 似摩擦系数 2020 3 16 11 可编辑 B 拉拔摩擦试验 Td 2 L B 6 8 4 界面摩擦阻力强度 Pa或kPaTd 织物试样被拔出时的瞬间拉力 N或kNL B 织物试样埋在土内部分的长度 宽度 m 3 水力学特性透水与导水能力阻止颗粒流失的能力包括 土工合成材料的孔隙率 孔径大小与分布 渗透性能等 孔隙率通过下式计算 n 1 m 100 6 8 5 m 单位面积质量 g m2 原材料密度 g m3 织物厚度 m 孔径的符号用O表示 单位mm 并用下标表示织物孔径的分布情况 例如O95表示材料种95 的孔径低于该值 孔径大小的分布曲线类似于土的颗粒级配曲线 目前孔径测量方法有直接法 间接法 渗透特性工程需要分别确定垂直于和平行于织物平面的渗透特性垂直于织物平面渗透特性 用垂直渗透系数kn表示 它是渗流的水力梯度等于1时的渗流流速 服从于达西定律 4 耐久性土工合成材料的耐久性主要是指对紫外线辐射 温度变化 化学与生物侵蚀 干湿变化 机械磨损等外界因素变化的抵御能力 耐久性主要与聚合物的类型及添加剂的性质有关 6 8 3工程应用六种功能 过滤 排水 隔离 加筋 防渗 防护作用 防渗 土工膜是种造价低廉 性能可靠的防渗材料 土工膜防渗层的结构包括土工膜 保护层 支持层 土工膜防渗层的类型单层土工膜防渗层多层土工膜防渗层土工膜复合防渗层 隔离 设计要求能够阻止较细的土粒侵入较粗的粒状材料中 并保持一次能够的渗透性 必须具备足够的强度 以承担由于荷重产生的各种应力或应变 亦即织物在任何情况下不得产生破裂 施工技术要求在土内掺入或铺设适当的加筋材料 如土工织物和土工格栅 可以改善土体强度和变形性态 A 土工合成材料加筋材料的类型土工织物筋材制品加筋复合制品土工合成纤维 土工合成材料在加筋工程中的应用支挡结构 将一些形式的加筋材料填在土中 依靠它们来平衡土压力 陡坡工程 用土工合成材料处理陡坡工程 对于天然坡 可以让出更多空间供工程建设 对于人工坡 一方面可减少填土方量 同时可以节约占地 软弱地基 为了提高堤坝的抗滑稳定性 增加堤坝的填筑高度 减小施工期填土的大量下沉 节约土方量 使堤坝下沉趋于均匀 防止堤面开裂 路面结构 可达到减薄基层或面层 防止反射裂缝和减少车辙等目的 过滤对用于过滤的土工合成材料 即要求能挡土 同时要求保持水流的畅通 排水目的是降低和控制