7土工合成材料〔Geosynthetics〕〔1〕定義7.1概述——或稱土工聚合物，是土木建筑工程中以高分子聚合物為原料制成的各種人工合成材料的總稱。〔2〕高分子聚合物高分子聚合物是由一種或幾種低分子化合物通過化學聚合反響，以共價鍵結合而形成的高分子化合物。其分子量一般大于5000，其力學性能和加工性能與分子量的平均值及其分布有關。〔3〕常見聚合物及其名稱1●性能——塑料、纖維和橡膠●分子主鍵結構——線形、支化和網狀聚合物〔5〕土工合成材料的特點〔4〕聚合物的分類27.1.1土工合成材料分類〔1〕土工織物〔3〕土工特種材料〔4〕土工復合材料〔2〕土工膜：吹塑、壓延、涂敷等織造型：編織、平織、針織非織造型：熱粘、化粘、機粘土工格柵、土工帶、土工網土工石籠、三維網墊等土工格室、土工管、土工模袋復合土工膜：膜與織物相復合復合防排水材料：排水防水材料3土工織物加固4土工織物襯墊保護5土工織物反濾放置于土工排水網或礫石之上，用于滲濾液收集層6土工膜用于垃圾填埋場防滲7土工格柵89土工格柵用于斜坡上10土工排水網11土工排水網通過其通道輸送液體和氣體12土工排水網土工排水網用于滲漏檢測層13土工復合排水網土工網土工織物14用于復合排水網的芯材還可以是以下形式土工墊尖頭板1516有紡土工織物無紡土工織物膨潤土●GCL膨潤土墊17GCL用于垃圾填埋場封場187.1.2土工合成材料的性能7.1.2.1物理性質〔1〕單位面積質量G〔2〕厚度δ〔3〕孔隙率n〔4〕孔徑O197.1.2.2力學性質〔1〕抗拉強度與伸長率〔2〕梯形撕裂強度〔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〔8〕其他207.1.2.3水力性質〔1〕滲透性：滲透系數、透水率、導水率〔2〕等效孔徑D95●透水率●導水率——土顆粒通過材料孔隙的最大孔徑。217.1.3土工合成材料的主要功能〔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227.1.4工程應用〔土體加固〕〔1〕加筋擋墻23〔2〕加筋土坡24〔3〕軟土地基堤壩基底加筋25〔4〕建筑物地基加筋墊層267.2加筋土機理〔1〕加筋原理〔摩擦加筋原理〕2728〔2〕等效圍壓原理和似粘聚力原理297.3加筋擋墻及其設計原理7.3.1概述〔1〕筋帶式和滿鋪包裹式加筋擋墻30〔2〕加筋擋墻受力分析及加筋原理31〔3〕潛在破裂面〔4〕設計計算內容●筋土相對滑動1〕內部穩定性●筋材拉斷●地基穩定性2〕外部穩定性●水平抗滑穩定●抗傾覆穩定32〔5〕加筋擋墻的結構類型337.3.2加筋擋墻設計要點〔1〕斷面型式7.3.2.1加筋擋墻設計主要內容34〔2〕填料〔3〕筋材〔4〕墻面板〔5〕墻面板根底〔1〕土壓力計算7.3.2.2內部穩定性分析〔7-6〕3536〔2〕加筋布置的間距〔抗拉斷〕●筋材水平拉力〔7-7〕1〕滿鋪式加筋擋墻筋材豎向間距2〕筋帶式加筋擋墻筋材豎向間距〔7-8〕●豎向間距373〕筋材容許抗拉強度〔7-9〕〔7-10〕〔4〕加筋錨固長度〔抗拔出〕●筋材水平拉力〔7-13〕●筋材水平抗拔力折減系數：38〔5〕筋材總長度●主動區加筋長度〔7-12〕●包裹長度L0＝Sv+1.2m●總長度〔7-11〕39〔1〕抗水平滑動穩定性7.3.2.3外部穩定性分析〔2〕抗傾覆穩定性〔3〕地基承載力校核〔4〕抗深層圓弧滑動穩定性407.4堤壩軟基加筋7.4.1概述〔1〕基底加筋土墊層〔2〕加筋土墊層的作用●增強基底抗拉力●改善軟基淺部的位移場和應力場，均化應力分布7.4.2堤壩軟基加筋設計分析●地基承載力缺乏41●整體破壞●彈性變形型42●拉拔錨固型●壩坡水平滑動437.4.2.1加筋堤的承載力分析〔1〕分析方法：Rowe理論44〔2〕極限承載力〔剛性根底〕〔7-15〕〔3〕等效根底寬度●根底邊緣堤壩坡高〔7-16〕●等效根底寬度〔7-17〕45〔4〕均布壓力〔7-18〕46〔5〕基底壓力〔7-19〕〔6〕計算步驟和結果修正●根據的B、n、cu假定堤高，計算極限承載力和基底壓力●計算極限堤高Hc●極限承載力和極限堤高的修正●容許承載力〔7-20〕〔7〕承載力要求〔7-21〕47〔8〕筋材要求〔7-22〕●根底墊層中的最大拉力〔7-23〕〔7-24〕●平安系數增大值487.4.2.2堤壩整體滑動分析〔1〕計算公式〔7-25〕49〔2〕最危險滑弧〔3〕計算目的和步驟●計算無加筋堤壩地基穩定性●計算加筋的總抗拉力〔7-26〕507.4.2.3其它情況分析〔1〕圖7-15c：加筋材料拉伸模量缺乏〔7-27〕51〔2〕圖7-15d：加筋材料拔出〔7-28〕52〔3〕圖7-15e：邊坡水平滑動〔7-29〕537.5建筑物地基加筋7.5.1概述〔1〕作用〔2〕效果547.5.2設計計算〔1〕設計目的〔2〕設計方法：荷載比法〔3〕加筋地基破壞機理〔4〕加筋地基承載力●天然地基承載力●筋材張拉提供的承載力〔5〕承載比〔R〕〔6〕設計思路55〔7〕拉力計算和加筋材料強度的選取●加筋條帶●土工織物和土工格柵●筋材模量5657〔8〕抗拔力計算與筋材寬度確實定〔9〕加筋層的布置★滿鋪式★筋帶式●抗拔力●驗算公式●間距●層數≤3層58參考資料：[1]中華人民共和國交通部.JTJ/T060-98公路土工合成材料試驗規程[S].北京:人民交通出版社,1999.[4]周志剛,鄭健龍.公路土工合成材料設計原理及工程運用[M].北京:人民交通出版社,2001.

[5]徐又建,李希寧,孟祥文.水利工程土工合成材料應用技術[M].鄭州:黃河水利出版社,2000.

[2]中華人民共和國交通部.JTJ015-91公路加筋土工程設計標準[S].北京:人民交通出版社,1991.[3]中華人民共和國交通部.JTJ/T019-98公路土工合成材料應用技術標準[S].北京:人民交通出版社,1999.59〔1〕了解土工合成材料的分類、性能、功能和應用；〔2〕掌握加筋作用機理；〔