第12章-土工合成材料汇总ppt课件.ppt
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1、严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第第12章章土工合成材料土工合成材料严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。o12.1、概述、概述o土工合成材料(土工聚合物)土工合成材料(土工聚合物)(Geosythetics)是二十世纪六十年代末)是二十世纪六十年代末兴起的一种化学纤维品用于岩土工程领域的新型建筑材料,是各种聚合物兴起的一种化学纤维品用于岩土工程领域的新型建筑材料,是各种聚合物制成的土工产品的总称。制成的土工产品的总称。o它的用途极为广泛,可
2、用于排水、隔离、反滤和加筋等工程方面。早在二十世纪三十年代,土工聚合物已经开始应用于土建工程。o1957年,美国首先将其应用于护岸工程;1970年,法国开创了土石坝工程中使用土工聚合物的先例,并促使土工聚合物快速发展起来。o最近三十多年土工聚合物发展速度加快,尤其以北美、西欧和日本为最快。1977年,在法国巴黎举行的第一次国际土工织物会议上,J.P.Giroud把它命名为“土工织物”(Geotextile),并于1986年在维也纳召开的第三届国际土工织物会议上将其称为“岩土工程的一场革命”。o1983年,国际土力学与基础工程学会成立了土工织物技术委员会,并已经召开了多次国际土工织物会议。o严格
3、执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。o12.1、概述、概述o我国在二十世纪70年代末开始使用土工聚合物。到八十年代中期,土工聚合物在我国水利、铁路、公路、军工、港口、建筑、矿冶和电力等领域逐渐推广,并成立了全国范围内的土工合成材料技术协作网暨中国水力发电工程学会土工合成材料专业委员会,从1986年开始,每隔三年召开一次全国土工合成材料学术会议。o土工聚合物在工程界的广泛应用虽然已有四十年的时间,但至今国内外对其的技术名称也未得到统一。有的称土工聚合物、土工有的称土工聚合物、土工合成材料(合成材料(Geosythetics)
4、、土工织物()、土工织物(Geotextile)等;)等;o另对特定的产品,还有专用名称,如土工网(Geoweb)、土工格栅(Geogrid)和土工垫(Geomat)等。由于这些土工制品的原材料都是由聚酰胺纤维(尼龙)、聚酯纤维(涤纶)、聚丙烯腈(腈纶)和聚丙烯纤维(丙纶)等高分子聚合物经高分子聚合物经加工而合成的,所以采用所以采用“土工合成材料土工合成材料”作为其技术总称。作为其技术总称。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。土工聚合物土工聚合物(土工合成材料土工合成材料)图道路工程中使用土工聚合物施工示意道路工程中使
5、用土工聚合物施工示意图 1挖除表土和平整挖除表土和平整场地;地;2铺开土工聚合物卷材;开土工聚合物卷材;3在土工聚合物上卸砂石料;在土工聚合物上卸砂石料;4铺设和平整筑路材料;和平整筑路材料;5压实路基路基严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。土工聚合物土工聚合物o12.2、土工聚合物的类型、土工聚合物的类型(p195)(土工合成材料的分类)(土工合成材料的分类)o土工聚合物包括各种土工纤维(土工织物)、土工膜、土工格栅、土工垫以及各种组合型的复合聚合材料,其产品根据加工制造的不同,可以分为以下几种类型:o(一)有纺型土
6、工织物(一)有纺型土工织物(Woven Geotoxtile)o这种土工织物是由相互正交的纤维织成,与通常的棉毛织品相似,其特点是孔径均匀、沿经纬线方向强度大,拉断的延伸率较低。o(二)无纺型土工织物(二)无纺型土工织物(Nonwoven Geotextile)o该种土工织物中纤维(连续长丝)的排列是无规则的,与通常的毛毯相似。它一般多由连续生产线生产,制造时先将聚合物原料经过熔融挤压、喷丝、直接平铺成网,然后使网丝联结制成土工织物。联结的方法有热压、针刺和化学粘结等不同的处理方法。前二种方法制成的产品又分别称无纺热粘型和无纺针刺型土工织物。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章
7、制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。12.2、土工聚合物的类型、土工聚合物的类型(p195o(三)编织型土工织物(三)编织型土工织物(Knitted Geotextile)o这种土工织物由单股或多股线带编织而成,与通常编制的毛衣相似。o(四)组合型土工织物(四)组合型土工织物(Composite Geotextile)o由前三类组合而成的土工织物。o(五)土工膜五)土工膜(Geomembranes)o在各种塑料、橡胶或土工纤维上喷涂防水材料而制成的各种不透水膜。o(六)土工垫(六)土工垫(Geomat)o由粗硬的纤维丝粘接而成。o(七)土工格栅(七)土工格栅(Geogr
8、id)o由聚乙烯或聚丙烯板通过单向或双向拉伸扩孔制成(图6-22),孔格尺寸为l0mmlOOmm的圆形、椭圆形、方形或长方形。o(八)土工网(八)土工网(Geonet)o由挤出的lmm5mm塑料股线制成。o(九)土工塑料排水板(九)土工塑料排水板o为一种复合型土工聚合物,由芯板和透水滤布两部分组成。滤布包裹在芯板外面,在其间形成纵向排水沟槽。o(十)土工复合材料(十)土工复合材料o由两种或两种以上土工产品组成的复合材料,如土工塑料排水带。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。12.2、土工聚合物的类型、土工聚合物的类型(
9、土工合成材料的分类)(土工合成材料的分类)图图双双轴轴格格栅栅的加工程序的加工程序严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。o12.3、土工聚合物的性能和优缺点(特性指标)、土工聚合物的性能和优缺点(特性指标)(198)o(一)土工聚合物的性能(一)土工聚合物的性能(198)o土工聚合物产品的性能指标主要包括以下几个方面:o1产品形态o材质及制造方法、宽度、每卷的直径及重量。o2物理性质o单位面积质量、厚度、开孔尺寸及均匀性。o3力学性质o抗拉强度、断裂时延伸率、撕裂强度、穿透强度、顶破强度、疲劳强度、蠕变性及聚合物与土体间
10、的摩擦系数等。o4水理性质o垂直向和水平向的透水性。o5耐久性o抗老化能力、抗化学、生物侵蚀性、抗磨性、抗温度、冻融及干湿变化性。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。第一节土工聚合物第一节土工聚合物o三、土工聚合物的性能和优缺点(特性指标)三、土工聚合物的性能和优缺点(特性指标)o(一)土工聚合物的性能(一)土工聚合物的性能o土工聚合物产品因制造方法和用途不一,选用时宽度和重量的变形甚大。其宽度为1m18m;质量从0.1kg/1.0kg/或更大;开孔尺寸(等效孔径)也不相同,无纺型土工织物为0.05mm0.5mm,编织
11、型0.1mm1.0mm,土工垫为5mm10mm,土工格栅及土工网为5mml00mm。导水性也有差异,大部分编织与热粘型无纺土工聚合物很小,而土工塑料排水带为10-4m2/s10-1m2/s。抗拉强度:大部分常用的无纺型土工织物为10kN/m30kN/m(高强度的为30kN/m100kN/m);最常用的编织型土工织物为20kN/m50kN/m(高强度的为50kN/m100kN/m);土工格栅30kN/m200kN/m(高强度的为200kN/m400kN/m)。不同类型的土工织物的拉应力和拉应变关系变化差异很大。o土工聚合物的性能与其使用范围密切相关。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相
12、关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。o(二)土工聚合物的优缺点(二)土工聚合物的优缺点o综合以上各种因素,o可以得知土工聚合物的优点是:优点是:质地柔软、重量轻、整体连续性好、施工方便、抗拉强度高、耐腐蚀和抗微生物侵蚀性好、无纺型的当量直径小和反滤性能好。o其缺点是:其缺点是:同其原材料一样,未经特殊处理,则土工聚合物抗紫外线能力低,但如果在其上覆盖粘性土或砂石等物,其强度的降低是不大的。o另外,聚合物中以聚脂纤维和聚丙烯腈纤维耐紫外线辐射能力和耐自然老化性能为最好。由聚乙烯、聚丙烯原材料制成的土工聚合物,在受保护的条件下,其老化时间可达50年(聚酰胺为10年20
13、年),甚至可达更长年限(如100年)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。o12.4、土工聚合物的作用、土工聚合物的作用(主要功能)(主要功能)o土工聚合物在工程上的应用,主要表现在四个方面:排水作用、排水作用、隔离作用、反滤作用和加固补强作用。隔离作用、反滤作用和加固补强作用。o(一)排水作用(一)排水作用o某些具有一定厚度的土工聚合物具有良好的三维透水特性。利用这种特性,它除了可作透水反滤外,还可使水经过土工纤维的平面迅速沿水平方向排走,而且不会堵塞,构成水平的排水层。它还可以与其它材料(如粗粒料、排水管、塑料排水板
14、等)共同构成排水系统(图623)或深层排水井。此外,还有专门用于排水的土工聚合材料。o土工聚合物的排水效果,取决于其在相应的受力条件下导水度(导水度等于水平向渗透系数与其厚度的乘积)的大小,及其所需的排水量和所接触的土层的土质条件。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。(一)排水作用(一)排水作用图土工聚合物用于排水的典型土工聚合物用于排水的典型实例例(p179的的图6-4)1土工聚合物;土工聚合物;2塑料排水塑料排水带;3塑料管;塑料管;4排水涵管排水涵管严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及
15、时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。12.4、土工聚合物的作用、土工聚合物的作用(p201)(主要功能)(主要功能)o(二)隔离作用(二)隔离作用o土工聚合物可以设置在两种不同的土质或材料、或者土与其它材料之间,将它们相互隔离开来,可以避免不同材料的混杂而产生不良效果,并且依靠其优质的特性以适应受力、变形和各种环境变化的影响面不破损。这祥,将土工聚合物用于受力结构体系中,必将有助于保证结构的状态和设计功能。在铁路工程(图624)中使用土工聚合物,可以保持轨道的稳定,减少养路费用;将其用于道路工程中,可防止路堤翻浆冒泥;用于材料的储存和堆放,可以避免材料的损失和劣化,而且对于废料还有
16、助于防止污染等。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。(二)隔离作用(二)隔离作用图土工聚合物用于土工聚合物用于铁路工程路工程(p180的的图6-5)作为隔离作用的土工聚合物,其渗透性应大于所隔离土的渗透性并不被其堵塞。在承受动荷载作用时,土工聚合物还应具备足够的耐磨性。当被隔离的材料或土层间无水流作用时,也可以使用不透水的土工膜作隔离材料。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。12.4、土工聚合物的作用、土工聚合物的作用o(三)反滤作用(三)反滤
17、作用o在有渗流的情况下,利用一定规格的土工聚合物铺设在被保护的土上,可以起到与一般砂砾反滤层同样的作用,即容许水流畅通而同时又阻止土粒移动,从而防止发生流土、管涌和堵塞(图625)。o多数土工聚合物在单向渗流的情况下,在紧贴土工聚合物的土体中,发生细颗粒逐渐向滤层移动,自然形成一个反滤带和骨架网,阻止土粒的继续流失,最后即土工聚合物与相邻接触部分土层共同形成了一完整的反滤系统(图625、图626)。将土工聚合物铺放在上游面块石护坡下面,起反滤和隔离作用,也可将其置于下游排水体周围起反滤作用,或者铺放在均匀土坝的坝体内,起竖向排水作用,这样可以有效地降低均质坝坝体浸润线,提高下游坡坝的稳定性。具
18、有这种排水作用的土工聚合物,在其平面方向需要有较大的渗透系数。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。(三)反滤作用(三)反滤作用图625土工聚合物用于护坡工程(p201的的图12-3)图626土工聚合物用于土坝工程(p202的的图12-4)严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。12.4、土工聚合物的作用、土工聚合物的作用(主要功能)(主要功能)o(四)加固补强作用四)加固补强作用o利用土工聚合物的高强度和韧性等力学性质,可以分散荷载,增大土体的刚度
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