土工合成材料第6章土工合成材料第6章土工合成材料是以高分子聚合物和玻璃等為主要原料制成的一種新型的工程材料:一、概述高分子聚合物:聚氯乙烯、聚丙烯、聚酯等特點：質量輕、強度高、彈性好、耐磨、耐酸堿、不易腐爛、不易蟲蛀、吸濕性小等缺點：陽光照射下易老化土工合成材料是以高分子聚合物和玻璃等為主要原料制成的一種新型二、分類按制造工藝和工程性能分類二、分類按制造工藝和工程性能分類第6章-土工合成材料課件第6章-土工合成材料課件第6章-土工合成材料課件第6章-土工合成材料課件第6章-土工合成材料課件第6章-土工合成材料課件第6章-土工合成材料課件第6章-土工合成材料課件三、性能指標1、物理性質指標（1）比重（2）單位面積質量（3）厚度2、力學性質指標（1）抗拉強度（2）撕裂強度（3）握持拉伸強度（4）摩擦試驗強度（5）拉拔試驗強度（6）壓縮性（7）蠕變性3、水力性質指標（1）滲透性（2）等效孔徑三、性能指標1、物理性質指標2、力學性質指標3、水力性質指標四、主要功能1、濾層作用2、排水作用3、加筋作用4、隔離作用5、防護作用6、防滲、隔水和封閉作用四、主要功能1、濾層作用2、排水作用3、加筋作用4、隔離作用第6章-土工合成材料課件

土工合成材料用于排水過濾的典型實例土工合成材料用于排水過濾的典型實例五、工程應用1.用于加固土坡和堤壩高強度的土工合成材料在路堤工程中有幾種可能的加筋用途：①可使邊坡變陡，節省占地面積；②防止滑動圓弧通過路堤和地基土；③防止路堤下面發生因承載力不足而破壞；④跨越可能的沉陷區等。五、工程應用1.用于加固土坡和堤壩由于土工合成材料“包裹”作用阻止土體的變形，從而增強土體內部的強度以及土坡的穩定性。

由于土工合成材料“包裹”作用阻止土體的變形，從而增強土體內部第6章-土工合成材料課件2.用于加固地基利用土工合成材料在建筑物地基中加筋已開始在我國大型工程中應用。根據實測的結果和理論分析，認為土工合成材料加筋墊層的加固原理主要是：(1)增強墊層的整體性和剛度，調整不均勻沉降；(2)擴散應力，由于墊層剛度增大的影響，擴大了荷載擴散的范圍，使應力均勻分布；(3)約束作用，亦即約束下臥軟弱土地基的側向變形。2.用于加固地基第6章-土工合成材料課件第6章-土工合成材料課件3.用于加筋土擋墻

在擋土結構的土體中，每隔一定距離鋪設加固作用的土工合成材料時可作為拉筋起到加筋作用。3.用于加筋土擋墻4.垃圾填埋場中的周邊圍護利用土工膜土工粘土墊、土工織物、土工網格、土工排水材料等進行防滲、隔水、隔離反濾、排水、加筋等，防止垃圾滲濾液滲出，引導滲濾液排走、回灌、防止垃圾滑動、覆蓋垃圾等。4.垃圾填埋場中的周邊圍護第6章-土工合成材料課件六、加筋作用機理在砂土中加筋的作用主要是約束土體的側向變形，相當于對土體增加一個側限壓力，或者增加土體的豎向承載力，加筋之后，相當于在砂土中增加個視凝聚力CR。六、加筋作用機理在砂土中加筋的作用主要是約束土體的側向變形，七、加筋擋墻及其設計原理1、受力分析七、加筋擋墻及其設計原理1、受力分析實際破裂面：實際破裂面：加筋擋墻的結構類型：加筋擋墻的結構類型：2、加筋土擋墻的設計要點1、設計的主要內容(1)加筋體的斷面形式2、加筋土擋墻的設計要點1、設計的主要內容(1)加筋體的斷(2)填料：砂性土(3)加筋材料：抗拉強度較高、延伸率較小、表面摩擦力較大的土工合成材料(4)墻面板：鋼筋混凝土制成，形狀：十字形、L形等(5)墻面板的基礎：條形基礎，寬大于0.3m,深度大于0.15m。(2)填料：砂性土(3)加筋材料：抗拉強度較高、延伸率較小、2、內部穩定性分析（1）土壓力計算2、內部穩定性分析（1）土壓力計算（2）加筋布置的間距肋帶式，豎向間距：滿鋪式，豎向間距：（2）加筋布置的間距肋帶式，豎向間距：滿鋪式，豎向間距：（3）加筋錨固長度（4）回包寬度（3）加筋錨固長度3.外部穩定性分析3.外部穩定性分析八、壩堤軟基加筋高強度的土工合成材料在路堤工程中有幾種可能的加筋用途：①可使邊坡變陡，節省占地面積；②防止滑動圓弧通過路堤和地基土；③防止路堤下面發生因承載力不足而破壞；④跨越可能的沉陷區等

八、壩堤軟基加筋高強度的土工合成材料在路堤工程中有幾種可能的第6章-土工合成材料課件1、壩堤軟基加筋設計壩體和堤基滑動破壞的類型1、壩堤軟基加筋設計壩體和堤基滑動破壞的類型（1）加筋堤的承載力分析（1）加筋堤的承載力分析（2）堤壩整體滑動分析（2）堤壩整體滑動分析（3）彈性變形破壞分析設計時檢驗加筋材料的拉伸模量：（3）彈性變形破壞分析設計時檢驗加筋材料的拉伸模量：（4）抗拔錨固破壞分析（4）抗拔錨固破壞分析（5）水平滑動分析（5）水平滑動分析

曼谷現場試驗堤（1997年）參考堤破壞堤高：4.2米3*9kN/m+1*19kN/m加筋破壞堤高：4.6米提高到1.1倍1*200kN/m加筋破壞堤高：6.7米提高到1.6倍曼谷現場試驗堤（1997年）參考堤九、建筑地基加筋地基承載力隨加筋層數的增加而增加九、建筑地基加筋地基承載力隨加筋層數的增加而增加設計計算

理論分析和實驗觀察都表明，基礎下方的土在沉降的同時向兩側擴張，地基土破壞時，基礎兩側的地表隆起，因此在基礎下方存在著一個拉伸變形區域，如果將土工合成材料布置在這個區域，將產生拉力，提高地基的承載力。計算按照拉筋不允許被拉斷裂和滑動拔出失效為準則，則：設計計算理論分析和實驗觀察都表明，基礎下方的土在沉1、抗拉驗算1、抗拉驗算（2）抗拔驗算（2）抗拔驗算（3）加筋層數最優為3層（3）加筋層數最優為3層

十、土工合成材料用于樁基礎

土工合成材料在樁基礎的應用主要有：加筋碎石樁、加筋承臺和加筋抗拔樁等。1、

土工合成材料加筋碎石樁一般碎石樁由散體材料組成，與柔性樁、剛性樁等粘結材料樁不同，材料本身沒有粘結強度，依靠樁周土體的側限作用保持其形狀并承受荷載。試驗證明膨脹松散常發生在距樁頂1~1.5倍樁徑的深度范圍內。為了提高碎石樁的承載能力，這些年在不少工程中采用了土工格柵或織物加固碎石樁的方法，并進行了一些試驗和理論分析工作。（1）在樁體內距樁頂一定深度范圍（2~3倍樁徑）內分層水平布設圓形土工格柵或織物；（2）在樁周裹一層土工格柵或織物。

路堤路堤大尺寸承臺垂直樁斜樁小尺寸承臺垂直樁加筋土工織物（a）傳統的樁路堤（b）土工織物加筋樁承臺路堤

2、土工合成材料加筋樁承臺在北歐的斯堪的納維亞和部分東南亞國家很流行在路堤下用樁基礎。路堤荷載向樁體傳遞，需要緊密布置樁，且樁頭上設加大的承臺。此外，沿路堤的邊緣，設置斜樁來抵