土工合成材料路基加固中运技术探讨
摘
土工合成材料造聚合物制作成土工产品岩土工程合成材料总称广泛应道路工程路基处理途工程领域常见建筑材料文针土工合成材料分类特性应情况设计计算进行述阐述
关键词：土工合成材料道路应
1土工合成材料发展类
11土工合成材料发展史
土工合成材料通合成纤维塑料合成橡胶聚合物加工制造成新型材料现广泛运特殊基处理中土工合成材料工业发展建筑需求产物始20世纪50年代第项目水利工程中塑料薄膜代防水材料20世纪50年代末开始海防项目20世纪70年代末土工合成材料促进非线性材料方面发展迅速质工程领域发挥着重作1977年法国巴黎第届俄罗斯民间社会会议JPGroud称土工布1986年维纳举行第三届国际土工合成会议举办称工程革命 质20世纪60年代中期70年代末中国开始利纺织物洪水闸门洪水进行治理处理谓第阶段发展20世纪80年代初80年代中期土工合成材料国水利铁路公路军工港口建筑矿山冶金电力等领域逐渐普中期发展阶段20世纪90年代特1998年洪水土工合成材料国家重部门直接关注迈出新步 规模生产土工合成材料材料已出现 种工业标准国家标准相互引入制作材料 法规应进入生态学逐渐成熟阶段
12土工合成材料原料类
土工合成材料制成合成纤维煤石油天然气制成合成纤维原料已成化学程例高分子聚合物然加工成纤维带网格薄膜土工合成材料着广泛种类产品原料制造方法种类型土工合成材料列表1中
表1土工合成材料制造方法途汇总表
序号
分类
制作方法
途
1
编制型土工纤维
单股丝股丝纬线交织纹斜纹
排水反滤防护加筋隔离等
2
纺型土工纤维
热粘法化学粘法
3
条带织物
带状条孔眼制造
加筋强化
4
土工网垫
粗硬纤维丝交点处粘接
排水反滤
5
土工格栅
聚丙烯聚乙烯单双拉伸扩展孔径1~10mm
加筋强化
6
土工薄膜
塑料橡胶土工纤维加强防水涂料制成
防水防渗封闭
7
土工复合材料
分类组合
2土工合成材料特性
土工合成材料优点重量轻整体连续性根需长度百米千米等结构简单抗拉强度高耐腐蚀性 抗菌抗腐蚀性 缺点非采特殊处理否抗紫外线力较低直接暴露阳光直接射会趋老化非直接暴露否抗老化性耐候性 然高 土工合成材料产品性指标包括方面
21产品形式属性
制造方法应土工合成材料产品宽度重量规格方面差宽度1米20米般501200克方米软土处理般百克 非织造土工布孔径（等效孔径）005〜05mm编织土工布01〜10mm土工布5〜10cm土工格栅土工格栅5〜100mm
22机械性
机械性指标聚合物土壤间拉伸强度断裂伸长率撕裂强度穿透强度抓力抗拉强度爆裂强度疲劳强度蠕变摩擦系数 常非织造土工织物拉伸强度1030 kN m 高强度30100 kN m常机织土工布2050 kN m高强度50100 kN m 机织土工织物达1001000 kN m
23渗透性
渗透率土工合成材料重水动力学性质分垂直材料面渗透率行材料面渗透率渗透系数表示 编织土工布渗透率通常8×10 45×10 1 cm s非织造土工布渗透率般4×10 35×10 1 cm s质织物 膜渗透系数3×10 105×10 11 cm s
3土工合成材科加固软土基施工点
31材料标准
前必须土工合成材料进行详细检查果外观材料厚度孔隙孔隙分布土工材料拉伸强度土工材料抗撕裂强度等证 检验抽样标准进行 外确保土工合成材料严格符合质量求需检查质材料抗蠕变性摩擦系数渗透性耐久性
32铺设配置
铺设土工合成材料前砂垫应整铺设时应起皱破裂应适时候砂填充 铺设土工合成材料根设计求铺设折叠砂刮刀削 述沙垫应手动机械运输沙铺展整直接压缩顶盖填满土壤发生压缩第层压缩压缩发生两侧中间土工合成材料填充物压缩层厚度逐渐06米 重型机器压缩时 质合成材料铁路工程铁路室建设仅遵守常规般施工程序规定满足土工合成材料铺设特殊施工求 应该专注：：铺设土壤合成材料前土壤表面弄便软土铁枝桩砾石硬土透明土工合成物容易破碎 需推动 防止加载土工合成材料破裂破裂确保设计区域质量求施工施工程中始终注意现场检查 根项目具体情况具体情况质合成材料施工采种施工方法机械需注意土工合成材料效性施工方法适性 柔软基础必须心构造确保加工足够强度稳定性铺设程中必须织物整便软面紧密接触达均匀致标准织物会连续变形起皱重叠 保持材料坚固缓必压缩路面初始位置防止施工程中迁移避免超拉引起土壤合成材料破坏
33端头锚固
铺设土工合成材料时注意尖端位置固定土工合成材料进行加固加固时终点锚影响路基应力变形稳定性倾斜防护边坡复合材料末端缠绕道嵌入顶部破碎槽中防止聚合物材料掉落般情况埋岩石堤砾石滤层期间纤维滤器层终止护坡岩石坡脚超岩石保护表面水纤维作延伸避免侵蚀凹槽带梯度底部复合材料铺设程完整性允许中间中断中断时注意材料连接防止工作期间路基均匀沉积塌陷银行导致
34接缝处理
土工合成材料长度宽度必须长度软基宽度稍通常连接果尺寸够包裹物缝订书钉土工合成材料重叠法缝常方法连接接缝整体质量没接缝线必需密合性焊接包括采冗余方法该土工材料重叠长度情况必须足够长面压力质变化通常60厘米90厘米述保护结构中水规铺设重量增加岩石体积搭接接头长度增加斜率保护作坡土工布幅重叠方法纸幅间垂直耦合果您形成果土工网间形成垂直债券web包装宽度必须03米〜05米土工格栅没包裹必须彼紧密接触土工合成材料必须采力方关手段接缝强度低设计允许强度请交关节交土工合成材料连接通拼接法完成土工合成材料尼龙线缝制边两种针迹缝制该方法接缝强度达整工80％工程性满足工程求工程应较普遍采折叠接缝两根缝线应该敷设前修复受损部位避免铺设工作时火灾引起烧伤场施工程中避免长期暴露果面合成材料受损水稳性物料应贮存土工合成材料避免高温防止空气老化
35路基土回填
土壤中填充土壤时避免材料变形需均匀铺设必须防止排水受干扰 横截面80厘米 10厘米土壤岩石材料合适土壤复合材料中具足够回填水稳定性般超50厘米具机器操作优点 防止承载力足导致面沉降必须轻轻压缩第埋层土壤深度超60厘米时重型机械
4土工合成材料作原理应
根土工合成材料特性岩土工程功渗透排水隔离加固防护等 文中选择性讨三应程序
41反滤排水作
土工织物土工织物土壤紧密接触穿土工织物表面颗粒留粗糙颗粒逐渐移动滤层
样滤层相邻土壤层中然形成滤带层骨架网层防止土壤颗粒流失终稳定衡 滤系统
确保渗透情况结构稳定性建议土壤保护层放置适尺寸土工布防止流出道堵塞 砂滤层相效果
目前新型土工布具良立体透水性利种特性仅起回滤作允许水土工织物面水流动 快速行走形成水排水层
排水材料（粗骨料穿孔排水口塑料排水等）配合构建更高效排水系统
土工织物作滤层优点土工织物孔隙率砂孔隙度高合成纤维密度远低砂密度相渗透性情况砂 需砂砾滤层土工织物质量10倍需厚度土工织物1001000倍总重量100010000倍间变化
工程应包括土工织物作防洪结构防渗结构淹没护坡包裹砾石中土工织物形成沉积物关灾害壕沟土工织物（土工织物）回滤软基处理 包括 面排水垫（土工布）等
42隔离作
土工布具优异抗撕裂性耐穿透性耐酸性耐碱性耐腐蚀性易受外力变形环境变化等素影响整体连续性柔韧性较高 种情况会破坏
土工布位两种材料间两种土工布孔材料彼分开结构受应力时发挥功 助结构形式 请避免混合效果
分离基合成软土处理中更重应通面支撑力丧失防止路基填充软土面混合基中剪切强度足补偿圆形隔离滑道 效加速施工期降低成减少岸滩间均匀集群时促进排水促进土壤强化
43加固效果计算方法
高强度增韧土工膜机械性分配负载增加土壤刚度系数形成复合材料基础改善土壤机械性
土工织物软土加固作水加固方法
复合土工布位张力时具孔隙率土工布开定程度具交互土壤颗粒颗粒填料闭塞相副作围压影响通常通翻转复合材料改善复合土形成稳定高剪切强度变形模量抵抗水剪切复合结构类似柔性台施加顶部载荷均匀分布层
基产生剪切破坏时安装土工布防止破坏表面出现增加基支撑力
土工织物受集中载荷时高负荷土工织物高模量产生垂直分力部分抵消部分载荷
软面间放置土工织物道路工程中常浅层处理方法尤土工织物颗粒材料垫子更常
外铺设土工布施工机械轻松操作灌装预载发挥排水作促进废水整合解稳定性
种特殊处理方法软土表放置块硬张紧土工布然堤坝作铺层颗粒状垫子（压碎严重） 路基土工布产生拉应力土工布土体抗剪承载力相限制基层位移作土工布拉应力起荷载作图1示
图1 土工合成材料受力示意图
计算土工合成材料加固基础强度面公式
公式中
Ps + c 复合基础强度kN m
Q 原始基金会终支持力kN m
αβ 基形状子
C 土壤聚力
NcNq 土壤质量关容量系数
B底宽m：
质体T 张力kN m
θ 底边土工织物倾斜角度 般10°
R 虚圆半径般等3米半软土层厚度超5米
γ 土壤容重kN m 3
Df 填充沉降横隆起
作路堤底部垫层土工织物减少路基差异方面起着重作提高基础支撑力提高基础稳定性外
正常情况土工布沙子作层缓起层具刚性路堤身软面
缓垫仅土壤身荷载传递软土基层时排水层软土基层整合时堤坝灵活基础
基础变形均匀基础终沉降非模拟土工织物施工速度快达需固结程度提高基础承载力 参见图2）
图2 土工合成材料软基处理中作示意图
44工程应示例
东西路位天津市鲜水峪镇 干线长度约38公里两侧布置6车道非电动车道行道路基宽度41米
该项目区基鱼塘污泥已堆积年路段位老河河底 低层厚般46米软土典型浅层沉积 物理指标表2示表2 软土物理力学指标汇总表
土壤厚度分布范围广彻底清增加项目投资成允许时排水固结软基处理处理
换句话说通回填钻出弱碱部磁导率高强度材料（例土壤砾石砂石渣等）软基处理
土层较厚底层土壤然存代松散物料压力作压缩成软土基层降低置换效果
解决问题支撑层整体增强交换材料完整性（造硬壳层）必须软土层重量应力附加应力顶部图示土工格栅应解决问题避免局部应力集中承载力丧失导致局部解均
处理方法表层开挖15〜20m流动塑料污泥铺设两根竹子穿聚丙烯二元土工格栅层拆80cm土层作支撑层 拆开包装顶部土壤制成20米土壤土填充路基
然东北方交通流行两年面卵石加工软基工程效果基础屈服强度提高衡村庄进行效理
参考文献
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摘
土工合成材料造聚合物制作成土工产品岩土工程合成材料总称广泛应道路工程路基处理途工程领域常见建筑材料文针土工合成材料分类特性应情况设计计算进行述阐述
关键词：土工合成材料道路应
1土工合成材料发展类
11土工合成材料发展史
土工合成材料通合成纤维塑料合成橡胶聚合物加工制造成新型材料现广泛运特殊基处理中土工合成材料工业发展建筑需求产物始20世纪50年代第项目水利工程中塑料薄膜代防水材料20世纪50年代末开始海防项目20世纪70年代末土工合成材料促进非线性材料方面发展迅速质工程领域发挥着重作1977年法国巴黎第届俄罗斯民间社会会议JPGroud称土工布1986年维纳举行第三届国际土工合成会议举办称工程革命 质20世纪60年代中期70年代末中国开始利纺织物洪水闸门洪水进行治理处理谓第阶段发展20世纪80年代初80年代中期土工合成材料国水利铁路公路军工港口建筑矿山冶金电力等领域逐渐普中期发展阶段20世纪90年代特1998年洪水土工合成材料国家重部门直接关注迈出新步 规模生产土工合成材料材料已出现 种工业标准国家标准相互引入制作材料 法规应进入生态学逐渐成熟阶段
12土工合成材料原料类
土工合成材料制成合成纤维煤石油天然气制成合成纤维原料已成化学程例高分子聚合物然加工成纤维带网格薄膜土工合成材料着广泛种类产品原料制造方法种类型土工合成材料列表1中
表1土工合成材料制造方法途汇总表
序号
分类
制作方法
途
1
编制型土工纤维
单股丝股丝纬线交织纹斜纹
排水反滤防护加筋隔离等
2
纺型土工纤维
热粘法化学粘法
3
条带织物
带状条孔眼制造
加筋强化
4
土工网垫
粗硬纤维丝交点处粘接
排水反滤
5
土工格栅
聚丙烯聚乙烯单双拉伸扩展孔径1~10mm
加筋强化
6
土工薄膜
塑料橡胶土工纤维加强防水涂料制成
防水防渗封闭
7
土工复合材料
分类组合
2土工合成材料特性
土工合成材料优点重量轻整体连续性根需长度百米千米等结构简单抗拉强度高耐腐蚀性 抗菌抗腐蚀性 缺点非采特殊处理否抗紫外线力较低直接暴露阳光直接射会趋老化非直接暴露否抗老化性耐候性 然高 土工合成材料产品性指标包括方面
21产品形式属性
制造方法应土工合成材料产品宽度重量规格方面差宽度1米20米般501200克方米软土处理般百克 非织造土工布孔径（等效孔径）005〜05mm编织土工布01〜10mm土工布5〜10cm土工格栅土工格栅5〜100mm
22机械性
机械性指标聚合物土壤间拉伸强度断裂伸长率撕裂强度穿透强度抓力抗拉强度爆裂强度疲劳强度蠕变摩擦系数 常非织造土工织物拉伸强度1030 kN m 高强度30100 kN m常机织土工布2050 kN m高强度50100 kN m 机织土工织物达1001000 kN m
23渗透性
渗透率土工合成材料重水动力学性质分垂直材料面渗透率行材料面渗透率渗透系数表示 编织土工布渗透率通常8×10 45×10 1 cm s非织造土工布渗透率般4×10 35×10 1 cm s质织物 膜渗透系数3×10 105×10 11 cm s
3土工合成材科加固软土基施工点
31材料标准
前必须土工合成材料进行详细检查果外观材料厚度孔隙孔隙分布土工材料拉伸强度土工材料抗撕裂强度等证 检验抽样标准进行 外确保土工合成材料严格符合质量求需检查质材料抗蠕变性摩擦系数渗透性耐久性
32铺设配置
铺设土工合成材料前砂垫应整铺设时应起皱破裂应适时候砂填充 铺设土工合成材料根设计求铺设折叠砂刮刀削 述沙垫应手动机械运输沙铺展整直接压缩顶盖填满土壤发生压缩第层压缩压缩发生两侧中间土工合成材料填充物压缩层厚度逐渐06米 重型机器压缩时 质合成材料铁路工程铁路室建设仅遵守常规般施工程序规定满足土工合成材料铺设特殊施工求 应该专注：：铺设土壤合成材料前土壤表面弄便软土铁枝桩砾石硬土透明土工合成物容易破碎 需推动 防止加载土工合成材料破裂破裂确保设计区域质量求施工施工程中始终注意现场检查 根项目具体情况具体情况质合成材料施工采种施工方法机械需注意土工合成材料效性施工方法适性 柔软基础必须心构造确保加工足够强度稳定性铺设程中必须织物整便软面紧密接触达均匀致标准织物会连续变形起皱重叠 保持材料坚固缓必压缩路面初始位置防止施工程中迁移避免超拉引起土壤合成材料破坏
33端头锚固
铺设土工合成材料时注意尖端位置固定土工合成材料进行加固加固时终点锚影响路基应力变形稳定性倾斜防护边坡复合材料末端缠绕道嵌入顶部破碎槽中防止聚合物材料掉落般情况埋岩石堤砾石滤层期间纤维滤器层终止护坡岩石坡脚超岩石保护表面水纤维作延伸避免侵蚀凹槽带梯度底部复合材料铺设程完整性允许中间中断中断时注意材料连接防止工作期间路基均匀沉积塌陷银行导致
34接缝处理
土工合成材料长度宽度必须长度软基宽度稍通常连接果尺寸够包裹物缝订书钉土工合成材料重叠法缝常方法连接接缝整体质量没接缝线必需密合性焊接包括采冗余方法该土工材料重叠长度情况必须足够长面压力质变化通常60厘米90厘米述保护结构中水规铺设重量增加岩石体积搭接接头长度增加斜率保护作坡土工布幅重叠方法纸幅间垂直耦合果您形成果土工网间形成垂直债券web包装宽度必须03米〜05米土工格栅没包裹必须彼紧密接触土工合成材料必须采力方关手段接缝强度低设计允许强度请交关节交土工合成材料连接通拼接法完成土工合成材料尼龙线缝制边两种针迹缝制该方法接缝强度达整工80％工程性满足工程求工程应较普遍采折叠接缝两根缝线应该敷设前修复受损部位避免铺设工作时火灾引起烧伤场施工程中避免长期暴露果面合成材料受损水稳性物料应贮存土工合成材料避免高温防止空气老化
35路基土回填
土壤中填充土壤时避免材料变形需均匀铺设必须防止排水受干扰 横截面80厘米 10厘米土壤岩石材料合适土壤复合材料中具足够回填水稳定性般超50厘米具机器操作优点 防止承载力足导致面沉降必须轻轻压缩第埋层土壤深度超60厘米时重型机械
4土工合成材料作原理应
根土工合成材料特性岩土工程功渗透排水隔离加固防护等 文中选择性讨三应程序
41反滤排水作
土工织物土工织物土壤紧密接触穿土工织物表面颗粒留粗糙颗粒逐渐移动滤层
样滤层相邻土壤层中然形成滤带层骨架网层防止土壤颗粒流失终稳定衡 滤系统
确保渗透情况结构稳定性建议土壤保护层放置适尺寸土工布防止流出道堵塞 砂滤层相效果
目前新型土工布具良立体透水性利种特性仅起回滤作允许水土工织物面水流动 快速行走形成水排水层
排水材料（粗骨料穿孔排水口塑料排水等）配合构建更高效排水系统
土工织物作滤层优点土工织物孔隙率砂孔隙度高合成纤维密度远低砂密度相渗透性情况砂 需砂砾滤层土工织物质量10倍需厚度土工织物1001000倍总重量100010000倍间变化
工程应包括土工织物作防洪结构防渗结构淹没护坡包裹砾石中土工织物形成沉积物关灾害壕沟土工织物（土工织物）回滤软基处理 包括 面排水垫（土工布）等
42隔离作
土工布具优异抗撕裂性耐穿透性耐酸性耐碱性耐腐蚀性易受外力变形环境变化等素影响整体连续性柔韧性较高 种情况会破坏
土工布位两种材料间两种土工布孔材料彼分开结构受应力时发挥功 助结构形式 请避免混合效果
分离基合成软土处理中更重应通面支撑力丧失防止路基填充软土面混合基中剪切强度足补偿圆形隔离滑道 效加速施工期降低成减少岸滩间均匀集群时促进排水促进土壤强化
43加固效果计算方法
高强度增韧土工膜机械性分配负载增加土壤刚度系数形成复合材料基础改善土壤机械性
土工织物软土加固作水加固方法
复合土工布位张力时具孔隙率土工布开定程度具交互土壤颗粒颗粒填料闭塞相副作围压影响通常通翻转复合材料改善复合土形成稳定高剪切强度变形模量抵抗水剪切复合结构类似柔性台施加顶部载荷均匀分布层
基产生剪切破坏时安装土工布防止破坏表面出现增加基支撑力
土工织物受集中载荷时高负荷土工织物高模量产生垂直分力部分抵消部分载荷
软面间放置土工织物道路工程中常浅层处理方法尤土工织物颗粒材料垫子更常
外铺设土工布施工机械轻松操作灌装预载发挥排水作促进废水整合解稳定性
种特殊处理方法软土表放置块硬张紧土工布然堤坝作铺层颗粒状垫子（压碎严重） 路基土工布产生拉应力土工布土体抗剪承载力相限制基层位移作土工布拉应力起荷载作图1示
图1 土工合成材料受力示意图
计算土工合成材料加固基础强度面公式
公式中
Ps + c 复合基础强度kN m
Q 原始基金会终支持力kN m
αβ 基形状子
C 土壤聚力
NcNq 土壤质量关容量系数
B底宽m：
质体T 张力kN m
θ 底边土工织物倾斜角度 般10°
R 虚圆半径般等3米半软土层厚度超5米
γ 土壤容重kN m 3
Df 填充沉降横隆起
作路堤底部垫层土工织物减少路基差异方面起着重作提高基础支撑力提高基础稳定性外
正常情况土工布沙子作层缓起层具刚性路堤身软面
缓垫仅土壤身荷载传递软土基层时排水层软土基层整合时堤坝灵活基础
基础变形均匀基础终沉降非模拟土工织物施工速度快达需固结程度提高基础承载力 参见图2）
图2 土工合成材料软基处理中作示意图
44工程应示例
东西路位天津市鲜水峪镇 干线长度约38公里两侧布置6车道非电动车道行道路基宽度41米
该项目区基鱼塘污泥已堆积年路段位老河河底 低层厚般46米软土典型浅层沉积 物理指标表2示表2 软土物理力学指标汇总表
土壤厚度分布范围广彻底清增加项目投资成允许时排水固结软基处理处理
换句话说通回填钻出弱碱部磁导率高强度材料（例土壤砾石砂石渣等）软基处理
土层较厚底层土壤然存代松散物料压力作压缩成软土基层降低置换效果
解决问题支撑层整体增强交换材料完整性（造硬壳层）必须软土层重量应力附加应力顶部图示土工格栅应解决问题避免局部应力集中承载力丧失导致局部解均
处理方法表层开挖15〜20m流动塑料污泥铺设两根竹子穿聚丙烯二元土工格栅层拆80cm土层作支撑层 拆开包装顶部土壤制成20米土壤土填充路基
然东北方交通流行两年面卵石加工软基工程效果基础屈服强度提高衡村庄进行效理
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