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1、11.1 概述11.2 土工合成材料种类11.3 主要功能11.4 设计计算(结合工程实例)11.5 特性与试验11.6 施工工艺,第十二章 土工合成材料,主要内容,定 义,历史发展,概 念,岩土工程领域中一种新型建筑材料;由人工合成的聚合物(塑料、化纤、合成橡胶)为原料制成的纤维制品总称;置于土体内部、表面、土体之间加强和保护土体,土工合成材料geosynthetics,20世纪30年底应用于土木工程(塑料薄膜作为防渗材料应用于水利工程);20世纪50年底海岸护坡工程;20世纪60年代河道、涵闸及防治路基翻浆冒泥;20世纪80年代水利、铁路、公路、军工、港口、建筑、矿山、冶金和电力部门等;全
2、国成立了土工合成材料技术协作网,土工织物,土工膜,种 类,特种土工合成材料,复合型土工合成材料,透水性土工合成材料,根据施工工艺不同,可分为有纺型土工织物(woven geotextile)无纺型土工织物(non woven geotextile)编织型土工织物(knitted geotextile),有纺型土工织物经纬线交织而成无纺型土工织物热粘法、化学粘合法等编织型土工织物缠绕、扎结,优点:重量轻,整体连续性好(可做成大面积整体);施工方便;抗拉强度高;耐腐蚀和抗微生物侵蚀性好。缺点如未经特殊处理,其抗紫外线能力低。,在各种塑料、橡胶或土工纤维上喷涂防水材料而制成的薄膜或薄片。主要以聚氯乙
3、稀、聚乙烯、氯化聚乙烯或异丁橡胶等为原料制成。分为加筋和不加筋两类。,土工膜特点:有很好的弹性和适应变形的能力;能承受不同的施工条件和工作应力;具有良好的耐老化能力。,土工格栅土工网土工垫,由聚乙烯或聚丙烯板通过打孔、单向或双向拉伸扩孔制成,孔格尺寸为10100mm的圆形、椭圆形、方形或长方形格栅。,由挤压机挤出的1 5mm的塑料股线制成。,由合成材料粘结而成的三维透水聚合物网垫。通常由聚乙烯制成,其厚度为1520mm。,将土工织物、土工膜和某些特种土工合成材料中的两种或两种以上的材料,采用不同方法复合成为复合型的土工合成材料(geocomposite)。如复合土工膜、复合土工网、复合排水板等
4、。,一布一膜、二布一膜或三布二膜等。膜防渗;布排水作用。,由芯板和透水滤布组成。芯板为硬塑料薄板,为瓦楞形或十字形,原料为聚氯乙稀或聚丙稀;透水滤布为薄型无纺织布。,11.1 概述11.2 土工合成材料种类11.3 主要功能11.4 特性与试验11.5 设计计算(结合工程实例)11.6 施工工艺,第十一章 土工合成材料,主要内容,反滤、排水、隔离,功能,加筋、防渗、防护,隔离功能,加筋功能,三峡,防渗功能,排水沟,表土覆盖层,表面隔断层,基础隔断层,地基基础,垃圾渗水,和地下水的距离,渗水导管,气体导管,竖井,地质屏障,经处理的地质屏障,地下水,气体收集,渗水收集,垃 圾 体,垃圾填埋体的主要
5、构成防渗,防护功能,11.1 概述11.2 土工合成材料种类11.3 主要功能11.4 设计计算(结合工程实例)11.5 特性与试验11.6 施工工艺,第十一章 土工合成材料,主要内容,反滤层的作用机理,反滤层的设计原则1、防止发生管涌被保护土体中的颗粒不得从土工织物中的孔隙中流失。因此土工织物的孔径不能太大。2、保证水流通畅防止被保护土体的细颗粒停留在土工织物内发生淤堵。因此土工织物的孔径不能太小。,应用于无粘性土的设计准则:Oe D15bOe土工织物的有效孔径;D85b、D15b被保护土料的特征粒径,分别相应于粒径分布曲线上p为85、15时的粒径。,应用于粘性土的设计准则:Oe 0.08m
6、mOe土工织物的有效孔径,加固主要考虑的问题堤坝一部分沿土工织物滑动的稳定性;边坡连同地基滑动稳定性;防止土工织物过量的变形,瑞典法荷兰法,高压喷射注浆法,一、概述高压喷射注浆(high pressure Jet Grouting)20世纪60年代后期创始于日本。它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,以高压设备使浆液或水成为2040MPa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,将浆液与土粒搅拌混合,浆液凝固后,在土中形成一个固结体。,我国于70年代开始试验应用,至今我国已有许多工程应用了高压喷射注浆法。高压喷射注浆法所形成的固结体形状与喷射流移
7、动方向有关:旋喷、定喷、摆喷,二、高压喷射注浆法的工艺类型1、单管法(CCP工法)2、二重管法(JSG工法)同轴双重喷嘴同时喷出高压浆液和空气两种介质冲击破坏土体。20MPa浆液,0.7MPa压力气体。固结体范围明显增加。3、三重管法(CJP工法)分别输送水、气浆液三种介质的三重注浆管。4、多重管法,三、高压喷射注浆法的特点 1、适用范围较广 2、施工简便 3、可控制固结体形状 4、可垂直、倾斜、水平喷射 5、耐久性好 6、料源广阔 7、设备简单,四、高压喷射注浆法的适用范围 土质:软土、可塑黏性土、粉土、砂土、黄土、素填土、碎石土等地基 工程使用范围:增加地基强度、挡土围堰及地下工程、增大土的摩擦力和粘聚力、防止液化、防渗帷幕,堤 坝 防 渗,管涌 反滤,