第30讲第十一章土力学与地基基础2011年新版

1、2真空预压加固机理真空预压法是在需要加固的软土地基表面先铺设砂垫层，然后埋设垂直排水管道，再用不透气的封闭膜使其与大气隔绝，薄膜四周埋入土中，通过砂垫层内埋设的吸水管道，用真空装置进行抽气，使其形成真空，增加地基的有效应力。当抽真空时，先后在地表砂垫层及竖向排水通道内逐步形成负压，使土体内部与排水通道、垫层之间形成压差。在此压差作用下，土体中的孔隙水不断由排水通道排出，从而使土体固结。真空预压的原理主要反映在以下几个方面：1)薄膜上面承受等于薄膜差的荷载。2)地下水位降低，相应增加附加应力。3)封闭气泡排出，土的渗透性加大。真空预压是通过覆盖于地面的密封膜下抽真空，使膜内外形成气压差，使粘土层

2、产生固结。即是在总应力不变的情况下，通过减小孔隙水来增加有效应力的。真空预压和降水预压是在负超静水下排水固结，称为负压固结。【例题 4】排水固结法能够使软弱地基的承载力提高，基原理为（）。A能够形成复合地基，从而使复合地基承载力提高B在总不变的前提下，通过降低孔隙水，使有效应力增高，从而提高地基的抗剪强度，达到提高地基承载力的目的C通过设置竖向增强体（砂井）提高地基承载力D通过设置垫层增加上部强度，从而使下卧层强度满足要求：B3设计与计算排水固结法的设计，实质上就是进行排和加压系统的设计，使地基在受压过程中排水固结、强度相应增加以满足逐渐加荷条件下地基性的要求，并地基的固结沉降，缩短预压的时间

3、。1计算理论(1) 瞬时加荷条件下固结度计算不同条件下平均固结度计算公式见表 11-11-2。(2)逐渐加荷条件下地基固结度的计算以上计算固结度的理论公式都是假设荷载是一次瞬间加足的。实际工程中，荷载总是分级逐渐施加的。因此，根据上述理论求得固结时间或沉降时间都必须加以。的有改进的太沙基法和改进的法。1)改进的太沙基法 对于分级加荷的情况，太沙基的是：每一级荷载增量 pi 所引起的固结过程是单独进行的，与上一级荷载增量所引起的固结度完全无关；总固结度等于各级荷载增量作用下固结度的叠加；每一级荷载增量 pi 在等速加荷经过时间 t 的固结度与在 t/2 时的瞬时加荷的固结度相同，也即计算固结的时

4、间为 t/2。在加荷停止以后，在恒载作用期间的固结度，即时间 t 大于 Ti(此处 Ti 为 pi 的加载期)时的固结度和在 Ti 时2瞬时加荷 pi 后经过时间(t- Ti )的固结度相同；2所算得的固结度仅是对本级荷载而言，对总荷载还要按荷载的比例进行。2)改进的法 该法是根据理论，考虑变速加荷使砂井地基在辐射向和垂直向排水条件下推导出砂井地基平均固结度的，其特点是不需要求得瞬时加荷条件下地基固结度，而是可直接求得后的平均固结度。后的平均固结度为：) - a eb t (eb Ti - eb Ti-1 )nqi/U =(T - T(11-11-17)i=1 tii-1bDp(3)地基土抗剪

5、强度增长的预估在预压荷载作用下，随着排水固结的进程，地基土的抗剪强度就随着时间而增长；另一方面，剪应力随着荷载的增加而加大，而且剪应力在某种条件(剪切蠕动)下，还能导致强度的衰减。t ft= t f 0 + Ds z Ut tanjcu(17-11-18)表 11-11-22堆载预压法设计堆载预压法设计加压系统和排的设计。加压系统主要指堆载预压计划以及堆载材料的选用；排竖向排水体的材料选用、排水体长度、断面、平面布置的确定。(1)加压系统设计堆载预压，根据土质情况分为单级加荷和多级加荷；根据堆载材料分为自重预压、加荷预压和加水预压。堆载用填土、砂石等散粒材料；油罐通常利用罐体充水对地基进行预压

6、。对堤坝等以为的工程，则以其本身的重量有地分级逐渐加载，直至设计标高。由于软粘土地基抗剪强度低，无论直接建造物还是进行堆载预压往往都不可能快速加载，而必须分级逐渐加荷，待前期荷载下地基强度增加到足已加下一级荷载时方可加下一级荷载。其计算步骤是，首先用简便的确定一个初步的加荷计划，然后校核这一加荷计划下的地基的性和沉降，具体计算步骤如下：1)利用地基的天然地基土抗剪强度计算第一级容许施加的荷载 p1。2)计算第一级荷载下地基强度增长值。3)计算 p1 作用下达到所确定固结度与所需要的时间。4)根据第二得到的地基强度 cu1，计算第二级所施加的荷载 p2。5)按以上步骤确定的加荷计划进行每一级荷载

7、下地基的性验算。如性不满足要求，则调整加荷计划。6)计算预压荷载下地基的最终沉降量和预压期间的沉降量。(2)排设计1)竖向排水体材料选择2)竖向排水体深度设计3)竖向排水体平面布置设计4)砂料设计5)地表排水砂垫层设计(3)现场监测设计堆载预压法现场监测项目地面沉降观测、水平位移观测和孔隙水观测，条件可进行地基中沉降和水平位移观测。3超载预压法设计当预压荷载超过工作荷载时称为超载预压。对沉降有严格限制的应采用超载预压法处理地基。超载预压法排设计、堆载预压计划设计、现场监测设计基本上与堆载预压法相同。不同的是如何确定超载预压荷载。对有机质粘土、泥炭土等，其次固结沉降是重要的，采用超载预压法对减少

8、永久荷载下的次固结沉降有一定效果。计算原则是把 pf 作用下的总沉降看成为主固结沉降和次固结沉降之和。4真空预压法设计真空预压的设计内容主要：密封膜内的真空度、加固土层要求达到的平均固结度、竖向排水体的、加固后的沉降和工艺设计等。(二)施工1堆载预压施工从施工角度分析，要保证排水固结法的加固效果，主要做好以下三个环节：铺设水平排水垫层；设置竖向排水体和施加固结。(1)水平排水垫层的施工(2)竖向排水体施工(3)预压荷载的施工2真空预压施工(1)真空预压1)加固区划分2)工艺3)密封系统4)抽气阶段施工要求与质量要求(2)真空联合堆载预压(3)降水预压【例题 5】有一饱和软黏土层，厚度 H6m，

9、压缩模量 Es1.5MPa，地下水位与饱和软黏土层顶面相齐。现准备分层铺设 80cm 砂垫层(重度为 18kNm3)，打设排水板至饱和软黏上层底面。然后采用 80kPa大面积真空预压 3，固结度达到 85。请问此时的残留沉降最接近下列()个数值。(沉降系数取 1.0，附加应力不随深度变化) 2002 年专业案例(下午卷)(A)6cm(B)20cm(C)30cm(D)40cm：(A)：作用于饱和软粘土顶面处的附加应力为:P=180.8+80=94.4kpaDP94.4最终沉降量为： S =h =Es 6.0 = 377.6mm1.5固结度达 85%时的残余沉降量为:S1=S(1-Ut)=377.

10、6(1-0.85)=56.64mm=5.664cm，为(A)【例题 6】采用预压法使饱和软粘土产生压缩固结，其实质是()。A、粘土颗粒被压缩；B、孔隙中的水被压缩；C、孔隙中的气体被压缩；D、孔隙中的水、气体被排出；：D【例题 7】采用下列()，使饱和软粘土产生压缩固结而土体又产生剪切破坏。A、降低地下水位；B、真空预压；C、堆载预压；D、电渗法：A、B、D(三)质量检验对以性的重要工程，预压区内选择有代表性地点预留，对堆载预压法在堆载不同阶段；对真空预压法在抽真空结束后，进行不同深度的十字板抗剪强度试验和取土进行室内试验，以验算地基的抗滑性，并检验地基的处理效果。在预压期间应及时整理变形与时

11、间、孔隙水与时间等曲线，推算地基的最终固结变形量、不同时间的固结度和相应的变形量，以分析处理效果，并为确定卸载时间提供依据。真空预压处理地基除地基变形和孔隙水观测外，尚应量测膜下真空度和砂井不同深度的真空度。真空度应满足设计要求。九、灌浆法灌浆法是指利用、气压或电化学原理，通过注浆管把浆液均匀地注入地层中，浆液以填充、渗透和挤密等方式，赶走土颗粒间或岩石裂隙中的水分和空气后占据其位置，经人工一定时间后，浆液将原来松散的或裂隙胶结成一个整体，形成一个结构新、强度大、防水性能好和化学性良“体”。(一)加固机理在地基处理中，灌浆工艺所依据的理论主要可归纳为以下四类：1渗透灌浆 渗透灌浆是指在作用下使

12、浆液充填土的孔隙和岩石的裂隙，排挤出孔隙中的水和气体，而基本上不改变原状土的结构和体积(砂性土灌浆的结构原理)，所用灌浆相对较小。这类灌浆只适用于中砂以上的砂性土和有裂隙的岩石。代表性的渗透灌浆理论有：球形扩散理论、柱形扩散理论和袖套管法理论。2劈裂灌浆 劈裂灌浆是指在作用下，浆液克服地层的初始应力和抗拉强度，引起岩石和土体结构的破坏和扰动，使其沿垂直于小主应力的平面上发生劈裂，使地层中原有的裂隙或孔隙张开，形成新的裂隙或孔隙，浆液的可灌性和扩散距离增大，而所用的灌浆相对较高。3挤密灌浆 挤密灌浆是指通过钻孔在土中灌入极浓的浆液，在注浆点使土体挤密，在注浆管端部附近形成“浆泡”。当浆泡的直径较

13、小时，灌浆基本上沿钻孔的径向扩展。随着浆泡的逐渐增大，便产生较大的上抬力而使地面抬动。经研究证明，向外扩张的浆泡将在土体中引起复杂的径向和切向应力体系。紧靠浆泡处的土体将严重破坏和剪切，并形成塑性变形区，在此区内土体的密度可能因扰动而减小；离浆泡较远的土则基本上发生弹性变形，因而土的密度有明显的增加。4电动化学灌浆 若地基土的渗透系数 k10-4cms，只靠静难于使浆液注入土的孔隙，此时需用电渗的作用使浆液进入土中。电动化学灌浆是指在施工时将带孔的注浆管作为阳极，用滤水管作为阴极，将溶液由阳极压入土中，并通以直流电(两电极间电压梯度采用 0.31.0Vcm)，在电渗作用下，孔隙水由阳极流向阴极

14、，促使通电区域中土的含水量降低，并形成渗浆通路，化学浆液也随之流入土的孔隙中，并在土中硬结。因而电动化学灌浆是在电渗排水和灌浆法的基础上发展起来的一种加固。但由于电渗排水作用，可能会引起邻近既有物基础的附加下沉，这一情况应予慎重注意。(二)设计计算1方案选择2灌浆标准 所谓灌浆标准，是指设计者要求地基灌浆后应达到的质量指标。所用灌浆标准的高低，到工程量、进度、造价和物的安全。3浆材及配方设计原则4浆液扩散半径的确定 浆液扩散半径 r 是一个重要的参数，它对灌浆工程量及造价具有重要的影响。5布置 注浆孔的布置是根据浆液的注浆有效范围，且应相互重叠，使被加固土体在平面和深度范围内连成一个整体的原则

15、决定的。6灌浆的确定 灌浆是指使地表面产生变化和邻近物受到影响前提下可能采用的最大压力。7灌浆量和灌浆顺序(三)施工1灌浆施工的(1)按注浆管设置1)钻孔法2)打入法3)喷注法(2)按灌注1)一种溶液一个系统方式2)两种溶液一个系统方式3)两种溶液两个系统方式(3)按注浆1)钻杆注浆法2)单过滤管注浆法3)双层管双栓塞注浆法4)双层管钻杆注浆法2注浆施工的机械3套壳料配方4灌浆(四)质量检验灌浆效果的检验，通常在注浆结束后 28d 才可进行，检验如下：1)统计计算灌浆量；2)静力触探测试；3)现场抽水试验；4)现场静载荷试验；5)钻孔弹性波试验；6)标准贯入试验或轻便触探等动力触探试验；7)室

16、内试验；8)射线密度计法；9)电阻率法。【例题 8】对于液法加固；双液是指碱液与()溶液。钙、镁离子含量较低，常采A、氯化钠；B、氯化钙；C、氯化镁；D、氯化钾；：B十、水泥土搅拌法水泥土搅拌法是用于加固饱和粘性土地基的一种新。它是利用水泥(或石灰)等材料作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂(浆液或粉体)强制搅拌，由固化剂和软土间所产生的一系列物理-化学反应，使软土硬结成具有整体性、水性和一定强度的水泥加固土，从而提高地基强度和增大变形模量。根据施工的不同，水泥土搅拌法分为水泥浆搅拌和粉体喷射搅拌两种。前者是用水泥浆和地基土搅拌，后者是用水泥粉或石灰粉和地基土搅拌。国外

17、使用水泥土搅拌法加固的土质有新吹填的超软土、泥炭土和淤泥等饱和软土。加固场所从陆地软土到海底软土，加固深度达六十米。国内目前采用水泥土搅拌法加固的土质有正常固结的淤泥与淤泥、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无地下水的饱和松散砂土等。当用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性的土时，应通过试验确定其适用性。加固局限于陆上，加固深度可达 20m。当地基土的天然含水量小于 30(黄土含水量小于 25)、大于 70或地下水的 pH 值小于 4 时不宜采用干法。(一)加固机理1水泥的水解和水化反应2土颗粒与水泥水化物的作用 (1)离子交换和团粒化作用；(2)硬凝反应。3碳酸化作用(二)设计计算1水泥土搅拌桩的

18、设计(1)对地质勘察的要求：应特别重视：土质分析；水质分析。(2)加固型式的选择 搅拌桩可布置成柱状、壁状和块状三种型式。(3)加固范围的确定 可仅在上部结构基础范围。2水泥土搅拌桩的计算(1)柱状加固地基1)单桩竖向承载力的设计计算 单桩竖向承载力特征值应通过现场单桩载荷试验确定，也可按下式(11-11-19)和(11-11-20)进行计算，取其中较小值。Ra = hfcu AP(11-11-19)nRa = qsi li + aqp Api=1(11-11-20)或在单桩设计时，承受垂直荷载的搅拌桩应使土对桩的支承力与桩身强度所确定的承载力相近，并使后者略大于前者最为。因此，搅拌桩的设计主

19、要是确定桩长和选择水泥掺入比。【例题 9】厚层软黏土地基，初步设计拟采用水泥土搅拌桩复合地基方案。经估算，复合地基承载力可满足要求，但工后沉降计算值超过了限值。为了有效地减少复合地基沉降量，请问采取 下列()项措施是最有效的。2002 年专业知识(下午卷)(A)提高复合地基置换率(B)提高水泥掺合比(C)增加桩长(D)扩大桩径：(C)：由于复合地基的承载力满足要求，因此采取的措施应以提高复合土层的压缩模量或增加处理土层的深度范围，而增加处理土层的深度范围(增加桩长)，则可有效地减小未加固土层的沉降量，从而减小工后沉降。Rd k【例题 10】搅拌桩复合地基承载力标准值可按下式计算，= m+ b

20、(1- m) fsk ，式中有 m 和 两个fspkAp系数。问下列()种说法是正确的。2002 年专业知识(下午卷)(A)m 值由计算而得， 值凭经验取得(B)m 值凭经验而得， 值由计算而得(C)m 值和 值都由计算而得(D)m 值和 值都凭经验取得：(A)：根据地基处理技术规范(JGJ79-2002)第 9.2.5 条之规定可知，m 值由计算而得， 值凭经验取得。2)复合地基的设计计算 加固后搅拌桩复合地基承载力特征值应通过现场复合地基载荷试验确定，也可按下式计算：f= m Ra + b (1- m) f(11-11-21)spkskAp3)水泥土搅拌桩沉降验算 水泥土搅拌桩复合地基变形

21、 s 的计算搅拌桩群体的压缩变形 s1 和桩端下未加固土层的压缩变形 s2 之和。4)复合地基设计 软土地区的物，都是在满足强度要求的条件下以沉降进行的，应采用以下设计思路：根据地层结构采用适当的进行沉降计算，由物对变形的要求确定加固深度，即选择施工桩长；根据土质条件、固化剂掺量、室内配比试验资料和现场工程经验选择桩身强度和水泥掺入量及有关施工参数；根据桩身强度的大小及桩的断面，由(11-11-19)式计算单桩承载力；根据单桩承载力及土质条件，由(11-11-20)式计算有效桩长；根据单桩承载力、有效桩长和上部结构要求达到的复合地基承载力，由(11-11-21)式计算桩土面积置换率；根据桩土面

22、积置换率和基础形式进行布桩，桩可只在基础平面范围内布置。(2)壁状加固地基基本施工是采用搅拌机，将相邻桩连续搭接施工，布置数排搅拌桩在平面上组成格栅形。原则上按重力式挡土墙设计。要进行抗滑、抗倾覆、抗渗、抗隆起和整体滑动计算。根据上海地区经验，墙宽 B=(0.60.8)倍开挖深度，桩基坑底深度 h=(0.81.2)倍开挖深度。(三)施工工艺1水泥浆搅拌法2粉体喷射搅拌法水泥土搅拌桩施工质量的主要指标为：水泥用量、提升速度、喷浆(粉)的均匀性和连续性和施工机械性能。(四)质量检验1施工期质量检验2工程竣工后的质量检验：1)标准贯入试验或轻便触探等动力试验；2)静力触探试验；3)取芯检验；4)截取

23、桩段作抗压强度试验；5)静载荷试验；6)开挖检验；7)沉降观测。十一、高压喷射注浆高压喷射注浆法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，以高压使浆液或水成为2070MPa 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，将浆液与强制搅拌混合，浆液凝固后，在土中形成一个固结体。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。分为旋转喷射(旋喷)、定向喷射(简称定喷)和摆动喷射(摆喷)三种型式。当前，高压喷射注浆法的基本工艺类型有：单管法、二重管法、三重管法和多重管法等四种。高压喷射注浆法主要适用于处理淤泥、淤泥、软塑或可塑粘性土、粉土、黄土、砂土、人工

24、填土和碎石土等地基。(一)加固机理1高压喷射流对土体的破坏作用2水(浆)、气同轴喷射流对土的破坏作用3水泥与土的固结机理(二)设计计算1室内配方与现场喷射试验2确定固结体3承载力计算f= m Ra + b (1- m) f(11-11-22)spkskAp4地基变形计算 旋喷桩的沉降计算应为桩长范围内复合土层以及下卧层地基变形值之和。5防渗堵水设计 防渗堵水工程设计时，最好按双排或三排布孔形成帷幕。孔距应为 1.73R0(R0 为旋喷设计半径)、排距为 1.5R0 最。(三)施工，1施工机具2施工工艺3施工注意事项(四)质量检验1开挖检验2钻孔取芯3标准贯入试验4载荷试验【例题 11】设计要求

25、基底下复合地基承载力标准值达到 250kPa，现拟采用桩径为 0.5m 的旋喷桩，桩身试块的无侧限抗压强度为 5.5MPa，强度折减系数取 0.40。已知桩间土地基承载力标准值为 120kPa，承载力折减系数取 0.25。若采用等边三角形布桩，根据地基处理技术规范(JGJ792002)可算得旋喷桩的桩距最接近于()。2002 年专业案例(下午卷)(A)1.0m(B)1.2m(C)1.5m(D)1.8m：(C)：根据地基处理技术规范(JGJ792002)第 12.2 条规定计算如下：按桩体强度确定的单桩承载力标准值为：0.52Ra = hfcu Ap = 0.4 5.5 1000 3.14 =

26、431.75KN4fspk - bfsk= 250 - 0.25120= 0.10由f= m Ra + b (1- m) f 得 m =spkskRa A431.75Ap- bf- 0.25120sk0.19625pd 2m0.52de0.10de = 1.05Sm = d 2 / d 2eS = 1.51m1.051.051.05十二、加筋土挡墙加筋土挡墙系由填土中布置一定量的带状筋体(或称拉筋)以及直立的板三部分组成一个整体的复合结构。这种结构内部着土、拉筋的拉力、及填料与拉筋间的摩擦力等相互作用的内力平衡，保证了这个复合结构的内部性。同时，加筋土挡墙这一复合结构还要能抵抗拉筋尾部后面填土

27、所产生的侧，即加筋土挡墙的外性，从而使整个复合结构。(一)加固机理1加筋土基本原理通过拉筋与土颗粒间的摩擦作用，将引起侧向变形的拉力传递给拉筋，使土体的侧向变形受到约束。加筋后的土体就好像在单元土体的侧向加了一个约束力，亦即加筋土的作用相当于土体强度增加了粘聚力Dc 。2加筋土挡墙破坏机理 加筋土挡墙的性取决于加筋土挡墙的内部和外部的性。从加筋土挡墙内部结构分析可知，当拉筋的抗拉强度足以承受通过土与拉筋间的摩擦传递给拉筋的拉力；并且在锚固区内能足以抵抗拉筋被拔出的抗力时，加筋土体才能保持。(二)设计计算1加筋土挡墙的型式根据拉筋不同配置的，可分单面加筋土挡墙、双面分离式加筋土挡墙以及台阶式加筋

28、土挡墙。2加筋土挡墙的荷载结构计算时，应根据可能同时出现的作用荷载，再选择荷载组合。3面板面板通常可选用十字形、槽形、六角形、L 形和矩形等。4拉筋 拉筋应采用抗拉强度高、延伸率小、耐腐蚀和有柔韧性的材料，同时要求、接长、和面板的连接简单。5填土 加筋土挡墙内填土应具有易压实、能与拉筋产生足够的摩擦力、满足化学和电化学标准以及水稳性好等要求。6加筋土挡墙构造设计7加筋土结构计算 加筋土挡墙设计从加筋土挡墙的内部性和外部性两方面考虑。(1)加筋土挡墙的内部性计算加筋土挡墙的内部性是指阻止由于拉筋被拉断或由于土间摩擦力不足(即在锚固区内拉筋的锚固长度不足，使土体发生滑动)，以致加筋土挡墙整体结构遭

29、到破坏。因此，在设计时必须考虑拉筋的强度和锚固长度(也称拉筋的有效长度)。(2)加筋土挡墙的外部性计算加筋土挡墙的外部性是指考虑挡墙地基承载力、基底抗滑性、抗倾覆性和整体抗滑性等的验算。验算时可将拉筋末端的连线与板间视为整体结构，其他与重力式挡土墙的计算相同。(三)施工技术1基础施工2面板安装3拉筋铺设4填土的铺筑和压实(四)质量检查加筋土施工中各工序完成后，分项工程中间检查验收，并提供实测资料。经检查合格后行下一工序施工。凡不合格者必须进行补救或返工，使其达到要求。工程竣工验收时，应提交全部竣工文件。【例题 12】在深厚软粘土地基上修建，采用土工格栅加筋土地基，下列说法中哪一条是错误的。（）

30、2003 年专业知识(下午卷)（A） 采用加筋土地基可有效提高地基的性（B） 采用加筋土地基可有效扩散应力，减小地基中的附加应力（C） 采用加筋土地基可有效减小工后沉降量（D） 采用加筋土地基可有效减小施工期沉降量：(D)：根据地基处理技术规范(JGJ79-2002)第 4.2.5 条第 7 款条文说明可知：采用土工材料加筋垫层的作用机理为：（1）扩散应力，加筋垫层刚度较大，增大了扩散角，有利于上部荷载扩散，降低垫层底面的附加应力；（2）调整不均匀沉降，由于加筋垫层的作用，加大了压缩层范围内地基的整体刚度，均化传递到下卧土层上的，有利于调整基础的不均匀沉降；（3）增大地基性，由于加筋垫层的约束

31、，整体上限制了地基土的剪切、侧向挤出及隆起。由于可以起到降低垫层底面附中应力的作用，因此，可以有效减小沉降量；由于软土的排水固结是一个缓慢的过程，而施工期较快，因此，采用加筋土地基对于深厚的软粘土地基可有效的减小工后沉降量。十三、土工材料土工材料是岩土工程领域中的一种新型材料，是用于土工技术和土木工程，而以聚合物为原料的具渗透性的材料名词的总称。土工材料是将由煤、石油、天然气等原材料制成的高分子聚合物通过纺丝和后处理制成纤维，再而成。常见的这类纤维有：聚酰胺纤维PA，如尼龙、锦纶、聚酯纤维(如涤纶)、聚丙烯纤维(PP，如腈纶)、聚乙烯纤维(pE，如维纶)以及聚氯乙烯纤维(PVC，如氯纶)等。(

32、一)土工材料类型不同，可分：1有纺工织物；2编织工织物；3无纺土工材料根据工织物；4土工膜；5土工格栅；6土工垫；7土工网；8土工排水带；9组合材料。(二)土工材料特性1物理特性：(1)相对密度；(2)面积质量；(3)厚度。2力学特性： (1)压缩性；(2)抗拉强度；(3)强度；(4)握持拉伸强度；(5)强度；(6)刺破强度；(7)穿透强度；(8)摩擦系数。3水理性特性：(1)孔隙率;(2)开孔面积率;(3)等效孔径;(4)垂直渗透系数;(5)水平渗透系数。4耐久性和：(1)抗老化；(2)徐变性。(三)土工材料的主要功能1排水作用2作用3反滤作用4加筋作用(四)设计计算1作为反滤层时的设计在反

33、滤层设计时，既要求有足够的透水性；又要求能有效的防止土颗粒被带走。2作为加筋时的设计(1)地基加固(2)加固 土工材料用作增加填土性时，其铺垫方式有两种：一种是铺设在路基底与填土间；另一种是在堤身内填土间铺设。分析计算时常采用瑞典法和荷兰法两种计算。(3)加筋土挡墙十四、土钉墙技术土钉墙由被加固土体、放置在土中的土钉体和面板组成。土钉是将拉筋土体内部，常用钢筋做拉筋，小，全长度与土粘结，并在坡面上铺设混凝土，从而形成土体加固区带，其结构类似于重力式挡墙，用以弥补土体自身强度的不足，它不仅提高了土体整体刚度，又弥补了土体的抗拉强度和抗剪强度低的弱点，提高整个边坡的性。适用于开挖支护和天然边坡加固

34、，是一项实用的原位岩土加筋技术。土钉适用于地下水位低于土坡开挖段或经过降水使地下水位低于开挖层的情况。为了保证土钉的施工，土层在分段开挖时，应能保持自立。为此，土钉适用于有一定粘性的杂填土、粘性土、粉性土、土及弱胶结的砂土边坡。此外，当采用喷射混凝土面层或坡面浅层注浆等坡面措施能够保证每一边坡台阶的自立时，也可采用土钉支挡体系作为边坡的。对标准贯入击数低于 10 或相对密度低于 0.3 的砂土边坡，采用土钉法是不的；对不均匀系数小于2 的级配不良的砂土，土钉法不可采用；对塑性指数 Ip 大于 20 的粘性土，必须仔细评价其徐变特性后，方可用土钉用作永久性支挡结构；土钉法不适用于软土边坡，这是由

35、于软土只能提供很低的界面摩阻力，假如采用土钉软土边坡，其长度与设置密度均需提得很高，且时保护的也较，技术经济综合效益均不理想；同样，土钉法不适用于侵蚀性土(如煤渣、矿渣、炉渣、酸性矿物废料)中作永久性支挡结构；土钉法也不宜用于含水丰富的粉细砂层和砂卵石层，主要是。(一)加固机理1土钉对复合土体起着箍束骨架作用；2土钉与土体共同承担外荷载和土体自重应力；3土钉起着应力传递与扩散作用；4与土钉连在一起的钢筋网喷射混凝土面板也是发挥土钉有效作用的重要组成部分。(二)设计计算1. 设计内容 土钉墙的设计：土钉墙的平面和剖面及分段施工高度；土钉的布置间距；土钉的直径、长度、倾角和在空间的方向；土钉钢筋的

36、类型和构造；注浆配比和注浆方式；喷射混凝土面板和坡顶防护；内部性和整体性分析；现场量测和质量。2土钉墙设计的原则3土钉墙内部性计算的 Davis 法、英国的土钉墙结构内部性分析，国内外有几种不同的设计计算，国外主要有：Bridle 法、德国的 Stocker 法、法国的 Schlosser 法、的学法和通用极限平衡法及有限元法等。国内有：冶建总院法、太原煤炭法、工业大学法、法和总参科研三所法等。4土钉墙的外部性分析 土钉加筋土体形成的结构可看作为一个整体。为此，其外部性分析可按重力式挡土墙进行。(三)施工技术1开挖和护面2. 钢筋网喷射混凝土面层3排水：(1)浅部排水；(2)深部排水；(3)坡

37、面排水。4土钉设置 按施工，土钉可分为钻孔注浆钉、打入钉和射入钉三类。5. 土钉防腐十五、复合地基理论(一)概念及1概念复合地基是指天然地基在地基处理过程中部分土体得到增强，或被置换，或在天然地基中设置加筋材料，加固区是由基体(天然地基土体)和增强体两部分组成的人工地基。复合地基与天然地基同属地基范畴。2根据地基中增强体的方向可分为水平向增强体复合地基和竖向增强体复合地基。桩体如按成桩所采用的材料可分为：1)散体土类桩如碎石桩、；2)水泥土类桩如水泥土搅拌桩、旋喷桩等；3)混凝土类桩树根桩、CFG 桩等。桩体如按成桩后的桩体的强度(或刚度)可分为：1)柔性桩散体土类桩属于此类桩；2)半刚性桩水泥土类桩；3)刚性桩混凝土类桩。(二)复合地基的特性1作用机理1)桩体作用2)垫层作用3)固结作用4)挤密作用5)加筋作用2破坏模式水平向增强体复合地基通常的破坏模式是整体破坏。有以下三种破坏形式。1)加筋体以上土体剪切破坏2)加筋体在剪切过程中被拉出、或与土体产生过大相对滑动产生破坏3)加筋体在剪切过程中