简述土工合成材料在水利工程中的应用

第一篇：简述土工合成材料在水利工程中的应用

简述土工合成材料在水利工程中的应用

何丽雅

摘 要：土工合成材料是岩土工程领域中一种新型的岩土工程材料,在各类工程中应用广泛。本文以土工合成材料在水利工程中的应用为例，就土工合成材料的功能、分类、特性及工程实际应用概况进行了较详细的阐述。

关键词：土工合成材料

应用

防护加固工程

一、前言

土工合成材料是一种新型的岩土工程材料。它以人工合成的聚合物,制成各种类型的产品,置于土体内部、表面或各层土体之间,发挥加强或保护土体的作用。土工合成材料可分为土工织物、土工膜、特种土工合成材料和复合型土工合成材料等类型。土工材料是工业发展的产物,其出现已经有100多年的历史,但应用于土建工程则是20世纪30年代末才开始的。首先是将塑料薄膜作为防渗材料应用于水利工程。到20世纪50年代末,土工织物开始应用于海岸护坡工程。直到20世纪70年代末,随着非织造型织物(俗称无纺织物或无纺布)的应用,给土工织物带来了新的生命,土工织物才以很快的速度发展起来,从而在岩土工程学科中形成一个重要的分支。1977年在法国巴黎举行的第一届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它称之为“岩土工程的一场革命”。从20世纪60年代中期到20世纪70年代末,有纺织物开始在我国应用于河道、涵闸及防治路基翻浆冒泥等工程;20世纪80年代初,无纺织物开始在铁路工程上试用;20世纪80年代中期,土工织物才在我国的水利、铁路、公路、军工、港口、建筑、矿冶和电力等领域逐渐推广应用。

二、土工材料的种类和功能

1、土工合成材料种类：

土工合成材料（Geosynthetics）是一种新的岩土工程材料，它以人工合成的聚合物，如料、化纤、合成橡胶等为原料，制成各种类型的品，置于土体内部、表面或各层土体之间，发挥强或保护土体的作用。“土工合成材料”是一概括性术语，标识很广泛的产品，土工合成材可分为土工织物、土工膜、复合型土工合成材料和特种土工合成材料等类型。目前已广泛应于水利、水电、公路、铁路、建筑、海港、采矿、军工等工程的各个领域。

（1）土工织物。土工合成材料是以高分子聚合物等制成的新型建筑材料。目前大致可分为：①有纺土工织物；②针织土工织物；③无纺土工织物；④复合土工织物。

（2）土工膜。它主要是由透水性低的聚合物、沥青以及合成纤维和织物另加一定的填充料和外加剂制成的材料。它具有很好的防渗和防水性能及很强的抗变形能力和耐久性。它的厚度一般为0。25~7。5mm，它主要有以下优点：①改进荷载分布状况；②减少填料层厚度，并能满足抗剪强度的要求；③限制土体的侧向位移；④抗拉性能高，能避免产生裂缝；⑤增加土层刚度。

（3）复合型土工合成材料。它包括土工格栅、土工网、超轻型土工合成材料、土工膜袋、土工垫、土工格室等。常用的特种土工合成材料为前3种。

（4）特种土工合成材料。它由土工织物、土工薄膜和某些特种土工合成材料中两种或两种以上的材料互相组合而成，它可将不同构成材料的性质结合起来，满足具体工程的需要。

2、土木合成材料的功能：（1）隔离作用：

将土工合成材料放在两种不同的材料之间或同一材料不同粒经之间以及土体表面与上部建筑结构之间，使其隔离开来。当受外部荷载作用时，虽然材料受力相互挤压，但由于土工合成材料在中间隔开，不使其互相混杂或流失，保持材料的整体结构和功能。土工合成材料隔离作用己广泛应用于铁路、公路路基、土石坝工程、软土基础处理以及河道整治工程。

（2）防护作用：

土工合成材料可以起到分散应力的作用。也可由一种物体传递到另一物体，使应力分解，防止土体受外力作用破坏，从而起到对材料的防护作用。土工合成材料的防护作用分两种情况：一是表面防护，即将土工合成材料放置于土体表面，保护土体不受外力影响、破坏：二是内部接触面保护，即将土工合成材料置于两种材料之间，当一种材料受集中应力作用时，而不使另一种材料破坏。

（3）滤层作用

滤层作用是土工织物的主要功能，被广泛地应用于水利、铁路、公路、建筑等各项工程中，特别是水利工程中用作堤、坝基础或边坡反滤层已极为普遍。在沙石料紧缺地区，用土工合成材料做反滤层，更显示出它的优越性。因此通过把土工织物置于土体表面或相邻土层之间，土中水分可以通过织物排同时织物可阻止土颗粒流失，以免造成土体失稳（管涌），可代替砂、砾石等反滤层。

（4）排水作用

土工合成材料是良好的透水材料，无论是材料法向或水平向均具有较好的排水能力，能够将土体内的水集聚到织物内部，形成排水通道，排出土体。土工合成材料现己广泛应用于土坝、路基、挡土墙建筑以及软土基排水固结等方面。它与工程中的其他排水结构充分配合，形成完善的排水体系，排除地下水、地表水和结构中的多余水份。

（5）加筋作用 土工合成材料有较高的抗拉强度，将土工合成材料埋在土体中或路面结构适当位置，可以分布土体或路面结构应力、传递拉应力、限制其侧向位移，增强它与土体或路结构层材料之间的摩阻力，使土或路面结构层———土工成材料复合体的强度提高，从而约束土体或路面结构层的形，并抑制或减少土体的不均匀沉降，提高土体或路面结构层的稳定性具有加筋功能。

（6）防渗作用

土工膜和复合型土工合成材料，可以作为各种工程的防渗材料。土工合成材料用于某一项工程会发挥主次作用，如公路的碎石基层与地基之间铺放织物，一般说，“隔离”是主要的，“滤层”和“加筋”是次要的，“排水”是不甚重要的设计者合考虑，如选用光滑的土工膜来隔离，则可能引起路基中孔隙水压力升高，造成路基失稳。弱地基上修路，“加筋可能起控制作用。

三、土工合成材料在南水北调中线应急供水工程中的应用：

1、工程概况

南水北调京石段19标段桩号范围为307+000～312+790.6，位于河北省曲阳县境内的支曹村、南杏树村及辛庄村等附近，工程区为华北冲积平原，地形总体平坦，地面高程66.0～79.0m。

本标段所在区域属暖温带大陆性季风气候区，四季分明，冬季天气寒冷干燥，春季气温回升快，风速大，蒸发量大，天气干燥少雨；夏季气候温湿多雨，为河北省的雨季；秋季降雨量较少。据渠段附近气象站资料统计，多年平均气温12.3℃，极端最低气温-19.2℃，极端最高气温41.7℃。多年平均风速2.1m/s，最大风速20m/s。多年平均无霜冻期189天，最大冻土深度66cm，稳定冻结初日最早为11月29日，开始解冻日期最晚为3月9日。多年平均降水量524mm。

本渠段位于华北冲积平原，地形总体平坦。沿线范围内地面高程66.0m～79.0m。本渠段处于倾斜平原，其间夹河流地貌。

本渠段地表全部被第四系地层覆盖，揭露的地层为第四系冲洪积层及人工堆积物。岩性多为黄土状壤土、黄土状砂壤土、砂壤土、壤土、粉砂、细砂、中砂、粗砂、砾砂、卵砾石；人工堆积(rQ)弃土、弃渣、人工堤防、路基等。

本渠段所处区域地质构造单元为三级构造单元的太行山隆起的东部边缘。主要区域断裂构造有望都—新乐断裂、石家庄断裂、井径—长冶断裂、元氏断裂、柏乡断裂、衡水断裂。

本渠段地震动峰值加速度为0.05g，相当于地震基本烈度Ⅵ度区。渠段内地下水的类型主要为孔隙水，主要赋存于第四系全新统的砂土及砾卵石含水层中。地下水埋深一般9.5m～15m，多属潜水。地下水与地表水联系紧密，具有较强或强的富水性和强透水性，部分具中等透水性。地下水对混凝土均无腐蚀性。

渠段内冻土为季节性冻土，冻土厚度0.62m～0.66m。

2、土工织物应急处理技术

渠道采用明渠设计，梯形断面，型式为上口宽53.6～57.1m，底宽18～21m，边坡1：2，渠深8.9m，坡面长20m。正常水深7m，加大水深7.384m。渠道底板结构型式自下而上为：土基面、5cm粗砂垫层、2cm厚的保温板、防渗复合土工膜、8cm厚混凝土面层；渠道衬砌混凝土面板全部采用4m×4m分缝设计，底板纵缝全部是通缝设置，横缝依次为半缝、通缝、半缝„„，交叉布置，缝宽统一为2cm，半缝深度统一为6cm，通缝深度底板8cm。

由于特殊原因，渠道需提前临时过水。由于时间紧迫，若按原设计施工将无法满足过水要求。经南水北调京石段指挥部及设计、监理、施工单位四方会议研究决定，采取应急处理办法，用无纺土工布结合混凝土锚固带对开挖渠道进行防护加固处理，确保渠道按时供水。具体措施如下：

2.1施工方案

选用300g/m2无纺土工布（幅宽不小于6m），沿渠道纵向分别于坡脚及距上口1m处各设一道混凝土锚固带，横向间距30m；锚固带截面尺寸30×30cm，采用C20一级配混凝土。

2.2土工布的铺设方法

渠道大面积开挖完成后，采用人工开挖锚固槽，装载机配合自卸车清运土方。土工布采用人工滚铺，布面要平整，并适当留有变形余量。长丝或短丝土工布的安装通常用搭接、缝合和焊接几种方法。

2.3土工布的缝合

本工程采用专用缝纫机缝合。所有的缝合必须要连续进行（不允许点缝）。在重叠之前，土工布必须重叠最少150mm。最小缝针距离织边（材料暴露的边缘）至少是25mm。

缝好的土工布接缝最少1行线锁口链形缝法。用于缝合的线应为最小张力超过60N的树脂材料，并有与土工布相当或超出的抗化学腐蚀能力。

任何在缝好的土工布上的“漏针”必须在受到影响的地方重新缝接。必须采取相应的措施避免在安装后，尖锐物质进入土工布层。

2.4锚固带混凝土浇筑

锚固带为30×30cm、C20一级配混凝土，采用泵送法浇筑。泵管铺设时应垫砂袋，泵管安装、拆移、及抹面时应注意，防止对土工布造成破坏。

3、土工布铺设的基本要求

3.1基层检查：检查基层是否平整、坚实，如有异物，应处理妥善。

3.2试铺:根据现场情况，确定土工布尺寸，裁剪后予以试铺，裁剪尺寸应准确。3.3接缝须与坡面线正交，缝合时缝合线应平直，针脚应均匀。

3.4在坡面上，对土工布的一端进行锚固，然后将卷材沿坡面放下以保证土工布保持拉紧的状态。

3.5所有的土工布铺设时都须用砂袋压住，砂袋将在铺设期间使用并保留到锚固槽混凝土浇筑时。

3.6缝合后应检查土工布是否铺设平整，是否存在缺陷。如存在不合要求的现象，应及时进行修补。

四、结论

通过采取应急方案，确保了本渠段在2008年9月28日（规定时间内）成功通水。渠道过水后，经联合工作组沿线勘查，本渠段无水力冲刷破坏痕迹，渠坡未出现垮塌现象，渠道运行安全。并且本渠段还经受住了08年严冬的考验，开春解冻之后，联合工作组再次对渠道沿线进行勘查，未发现土工布有冻裂破坏现象，也未发现明显的冰排割裂损伤，渠道岸坡未发生失稳现象。本应急方案取得了圆满成功。

通过对土工合成材料在工程中应用的介绍,可得出如下意见:1)土工合成材料，尤其是新型的合成型材料,在工程中占有越来越重要地位。2)合成材料应用于边坡表面防护,能够提高边坡的稳定性和承载能力。3)合成材料应用于严寒地区，有较好的使用工况。4）由于合成材料的特性和价格上的双重优势,应用前景广泛。

参考文献:：

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第二篇：土工合成材料的主要性能及在工程中的应用

土工合成材料的主要性能及在工程中的应用

一、国内外土工合成材料的应用概况

土工合成材料的开发和使用已有几十年的历史。1926年，美国最早用棉织物加固公路路面；20世纪30年代末或40年代初，聚氯乙烯薄膜应用于土工的防渗；50年代末期，Ｒ.Ｊ.Ｂarrtt在美国佛罗里达州利用聚氯乙烯织物作为海岸块石护坡的垫层；1956～1957年著名的荷兰三角洲工程用机织土工织物加固防海潮大坝；20世纪60年代，合成纤维土工织物在美国、欧洲和日本逐渐推广，但是其生产技术主要是机织型的，主要用于护岸防冲等工程，机织土工织物的强度高，但价格也较高，反滤、排水功能差，限制了它的发展。非织造布的应用给土工积物带来了新的生命，它的特点是把纤维做成多方向的或任意排列使得其性能上各向同性，非织造型土工积物在20世纪60年代末期开始应用于欧洲，70年代从欧洲传到了世界各地。到70年代土工合成材料的应用及其产品的发展达到一个鼎盛时期。高性能的原料赋予产品高的强力与耐用性，先进的生产工艺赋予产品良好的功能，使其应用范围不断扩大，特别是近30年来，由于非织造针刺法、纺粘法工艺的推广，产品成本低，而且具有良好的化学物理性能和水工性能，使非织造土工织物的应用飞速地发展起来。目前世界上已有100多个国家和地区(包括发达国家和部分发展中国家和地区)在10万多个工程中采用了土工布。据统计,全世界目前合成纤维土工布年耗量约40万吨,其中美国最多,达10万吨,。土工合成材料已经成为继钢材、水泥、木材之后的第4种新型建筑材料。目前，发达国家在产品种类、质量、应用范围的广度与深度等方面的发展都比发展中国家快，尤以北美发展最快，欧洲则以德国、法国、荷兰、意大利等西欧国家发展较快，亚洲主要是日本、马来西亚、韩国发展较快，国外产品类型、品种较多，规格齐全，以非织造型、合成型、复合型所占比例较大。在我国，土工合成材料在岩土工程等领域的应用历史较短。最早应用的是土工膜，大约在20世纪60年代初期，用于渠道防渗；70年代中期，在长江护岸和长江堤防中首次用织造型土工织物；80年代初期，非织造型土工织物开始应用于工程中；80年代末，土工膜袋首次引入工程应用。纵观土工合成材料40多年的发展史，可将其应用历程大致分为三个阶段：80年代中期以前的初创阶段；80年代中期至90年代中期的发展阶段和90年代后期开始的逐渐成熟阶段。

二、土工合成材料的主要类型

土工合成材料的主要类型有： 土工织物、土工膜、土工格栅、土工网、土工复合材料和土工织物粘土垫。

土工织物是可渗透的土工合成材料，是一类最古老和用量最大的土工合成材料。土工织物主要有两种类型：纺织的和无纺的。纺织的土工织物是在普通纺织机上使用单纤维、多纤维丝或细长薄膜或带制成。无纺土工织物还可按照纤维连接在一起的方法细分为：以特殊设计的针将纤维缠结在一起的机械连接或针刺的无纺土工织物，在纤维交接点上以加热；或加压方法将纤维焊接在一起的无纺土工织物，纤维网喷涂或浸渍以丙烯酸树脂的化学或树脂粘结无纺土工织物。纺织的土工织物通常具有较高的强度和刚度（因此可以用在土壤加固中）以及较差的过滤、排水特性。无纺的土工织物具有低到中等的强度和高断裂延伸率，过滤、排水性能良好。在制造土工织物中使用的主要原材料是聚丙烯，也使用聚酯。

土工膜是渗透性很低的土工合成材料，用作流体或蒸气阻拦层。使用最广泛的土工膜是主要由ＰＶＣ、ＣＳＰＥ、高密度聚乙烯（ＨＤＰＥ）和低密度聚乙烯（ＶＬＤＰＥ）制成的柔软薄片材。浸渍沥青或喷涂聚合混合物的土工织物或土工织物—沥青复合材料也可用作土工膜。聚合物片材土工膜以挤出法、压延法和刮涂法制造。所有的聚乙烯土工膜都是以挤出法生产的，并进行“压花”加工以获得粗糙的表面。世界各地颁布的环境法规，特别是关于有害物质处理的法规都要求广泛地、强制性地使用土工膜。

土工格栅是格子状材料，带有足够尺寸的格孔与周围的土壤结合，起加固作用。挤出格栅的制造方法是首先在聚合物片材上冲等边的孔（单轴向格栅用聚或双轴向拉伸。比较柔软的土工格栅由两组90°相交的高韧性聚酯纱制成，在相交点以编织法或热焊法连接，然后涂以聚合物（通常是聚乙烯、聚氯乙烯或沥青，双轴向格栅用聚丙烯），然后将片材进行单轴向土工网是两组平行的大致呈圆形的聚合物股，通常以 60°相交，形成网状外观。虽然土工网可用作较低强度的土壤加固，但它的主要用途是在输送液体或气体的复合排水制品中用作芯材或隔片。土工网往往用PE 以连续挤出法制成。

土工复合材料是由土工织物、土工格栅、土工网、土工膜和其他材料进行不同组合而成。多数土工复合材料用于排水。土工合成材料粘土衬材是低渗透性的复合材料，典型的组合是干膨润土薄层与土工织物和%或土工膜制成，用针刺、缝合或胶粘剂固定在一起。

三、土工合成材料的主要功能

土工合成材料的功能是多方面的，综合起来，可以概括为过滤、排水、隔离、加筋、防渗和防护六大功能。3.1 反滤

土工合成材料具有细小的孔隙通道，将其铺在地下水渗流的土体中，水可以通过织物，而土粒被阻挡住，从而避免因土粒过量而造成的土体破坏以及由于孔隙水压力而造成的土体失稳。广泛应用于水利、铁路、公路、建筑等各项工程，特别是水利工程中用作堤、坝基础或边坡反滤层已极为普遍。在砂石料紧缺的地区，用土工织物做反滤层，更显示了它的优越性。在土木工程中为了防止管涌破坏，常需设置由经过设计的砂石料所组成的“反滤层”，而土工织物完全可以取代这种常规的砂石料反滤层起到防渗反滤作用。3.2 排水

土工织物主要是无纺织物，是良好的透水材料。无论是织物的法向或水平向，均具有较好的排水能力，能将土体内的水积聚到织物内部，形成一排水通道，排出土体。较厚的针刺无纺土工布和一些具有较多孔隙的复合土工布都可以起排水作用。在岩土工程中很多情况下需要采取排水措施，以降低渗透压力，或加速土体的固结，或降低无压渗流场的浸润线的位置。过去所采用的常规措施是在适当的部位（如两种透水性不同的土层的交界面，或土料与混凝土建筑物表面的交界面等）铺放在碎石层进行排水。用土工织物则可取代这种碎石层。这种取代不仅可以收到排水效果，而且施工特别简单（特别对倾斜或垂直方向的施工面），工程造价也可以大为节省。可用于土坝内垂直或水平排水，土坝或土堤中的防渗土工膜后面或混凝土护面下部的排水，埋入土体中消散孔隙水压力，软基处理中垂直排水，挡土墙后面的排水等。3.3 防护

在实际工程中，土工合成材料可以防止液体的渗漏、气体的挥发，保护环境或建筑物的安全。可用于土石坝和库区的防渗，渠道防渗，隧道和涵管周围防渗，防止各类大型液体容器或水池的渗漏和蒸发，屋顶防渗，用于修筑施工围堰等。3.4 加筋

所谓加筋，即将土工合成材料按照一定的方式埋入土中，使土工合成材料与土之间良好地结合，利用合成材料的较高强度性能，重新分布土体应力，增加土体变形模量，传递拉应力，限制土体侧向位移，增加土体的抗剪强度，从而提高土体及有关建筑物的稳定性。土工合成材料较多的应用于软弱地基处理、陡坡、挡土墙等边坡稳定方面。加筋作用可以通过“宏观加筋”与“微观加筋”两种方法获得。宏观加筋就是在土体中埋入土工合成材料，形成所谓“加筋土”。土工合成材料在其中可以约束土体的拉伸应变，减少土体变形，从而增加土体的模量，改善土体的受力状况，提高土体的稳定性。各类土工织物都可埋入土体内起加筋作用，特别是土工格栅效果更好。微观加筋就是在土体中掺合土工合成连续纤维丝，形成所谓“纤维土”（或“织物土”），以提高土体的强度和稳定性。与加筋土相比，纤维的加固是三维的，而加筋土的加固一般是一维的，只有经过特殊设计才可能成为二维或三维的加筋结构。可用于加强软土地基，加强边坡稳定性，用作挡土墙会填土中的加筋或锚固挡土墙的面板，修筑包裹式挡土墙或桥台，加固柔性路面，防止反射裂缝的发展等。3.5 隔离

将土工合成材料放在不同的材料之间或同一材料不同粒径之间及土体表面与上部建筑结构之间，使其隔离开来。当受外部荷载作用时，虽然材料受力互相挤压，而由于土工织物在中间隔开，不使互相混杂或流失，保持材料的整体结构和功能。隔离用的土工织物必须有较高的强度来承受外部荷载作用时而产生的应力，保证结构的整体性。可用于道路基层与路基之间或路基与地基之间的隔离层，在土石混合坝中隔离不同的筑坝材料，用作坝体与地基之间的隔离体，堆场与地基间的隔离层等。3.6 防渗

将土工织物表面涂一层树脂或橡胶等防水材料，也可将土工织物与塑料薄膜复合在一起形成不透水的防水材料即土工膜。主要用于防止河岸或海岸被冲刷，防止垃圾、废料或废液污染地下水或发散臭味，防止水面蒸发或空气中灰尘污染水面，防止土体冻害等。

四、土工合成材料在岩土工程中的应用

土工合成材料是岩土工程的新型建筑材料，我国20世纪70年代末开始在工程中应用。20世纪80年代初，非织造布开始在铁路工程和水利工程上试用，到20世纪80年代后期，土工织物的生产能力、应用范围、测试技术、理论研究等各个方面都得到了较快的发展，并且有相当大的规模和较广泛的分布范围，各地均有其应用。产品和应用技术在不断发展，国外先进技术的应用与发展给我国以极大的促进，针对我国实际情况，在生产技术、测试技术、施工技术、理论研究、设计水平等各个方面的工作，均在不断提高和完善。4.1 在水利水电建设工程中的应用

水电建设是我国土工合成材料应用最广泛、用量最大、应用品种最多的一个方面，主要用作软弱地基基加固、反滤、加筋、防渗等。在全国各地的各项水电工程中土工织物均有不同程度的应用。如：中国最大的水电建设工程三峡工程围堰防渗、福建水口水电工程大坝上下游围堰、上海陈行水库存围堤筑堤及边坡反滤、浙江秦山核电站围堤工程、京杭大运河整治边坡反滤、湖南省湘乡市桐子水库的粘土斜墙堆石坝、重庆市长江护岸工程以及黄河治理、淮河治理、长江口整治工程等一些较大的水利水电工程。电力能源系统新建电厂粉煤灰库90%以上采用土工织物修建库堤。有40%的老灰库维修或扩建也均采取土工织物。如上海外高桥电厂灰库、上海石洞口电厂灰库、嘉兴电厂灰库、江苏谏壁电厂真观山贮灰场等，尤其近几年在全国各地先后发生的几次特大洪水的防汛抢险中发挥了突出的作用。

防汛抢险洪涝灾害是我国范围较广、损失较大的自然灾害，受洪水威胁的地区总的土地面积约73.8万Kｍ2,占全国总土地面积的8%，土工合成材料是一种较好的防汛材料，在防汛抢险中主要利用其排水、反滤和防渗功能。如：1998年长江流域大洪水期间，利用编织袋快速抢筑子堤得成功。子堤绵延数百公里，最高达2.2ｍ，挡水1.7ｍ。利用编织布防浪也取得了很好的效果。工程实例如：1991年6月14日滁洒大水，在跣跃坪堤段有61处漏水洞，有的漏水洞口有碗口大，主要是因为白蚁凿孔贯穿堤身所引起。查明原因后，迅速用土工布袋装土等物料将蚁窝夯实，用土工膜在迎水坡截渗，漏洞下游出水口用无纺布等滤水材料作反滤井,险情得到控制。

石笼沉床土工合成材料可做成石笼放入水中，加固水库边(岸)坡或海岸，防止海水冲刷,免去水下作业的麻烦。

防止水土流失土工织物管是用高强纤维制成，是为海岸和内地水土流失提供防护发展的一项技术。现在已经有采用直径达3ｍ的有纺织或编织的土工织物管，在长度上没有限制，只是充填和处理上的困难需要考虑。充填方法是通过泵将水砂混合体压入土工织物管，由于内壁阻力，一般每10ｍ设置一个进口。进口常常采用一个小直径的土工织物管，在大土工织物管的上游侧将其锚固。一般情况下，需要用土覆盖,以防紫外线照射或人为破坏。

堤岸的加筋土挡墙在码头河岸、江岸及海岸均采用直立或坡度挡墙。

坝体增强，在水库坝体这种永久性负载面积上铺设两层土工合成材料，可防止坝底发生细微沉陷。

渠道衬砌美国垦务局从20世纪50年代开始试验用土工膜进行渠道防渗衬砌，取得了较大的进展，几乎在所有的渠道上都采用土工膜衬砌。许多国家也采用该方法。

水产养殖区域衬砌土工膜作为池塘底或边的衬砌,以便养殖贝类及其它水产品。现在的进展是用于这种目的的土工膜有一坚固的保护面,以防止使用和维修过程中的损坏。因而，土工膜应选择较厚的(比如，厚于2.5ｍｍ)编织的土工膜。未来的发展是开发土工膜新品种,使其能达到营养、防污染和防氧化的目的。4.2 在铁路建设中的应用

土工合成材料主要用于铁路路基加固处理、路基隔离、排水、防治翻浆冒泥、防治严寒地区冻融灾害等方面，并可在不停止列车运行的情况下进行处理，因此不论是老干线维修，还是新干线建造，都可应用土工合成材料，并取得良好效果。研究如何有效地防治路基灾害的产生和发展中，铁路科技工作者较早地注意到了土工合成新材料，继20世纪70年代初大量试用土工聚合材料不透水薄膜作防水覆盖层之后，20世纪70年代中以来，很多国家如法国、美国、澳大利亚、日本、苏联、匈牙利等在铁路上进行了多种应用的试验研究和工程实践。国内的应用如京九铁路路基处理、大连至秦皇岛铁路路基加筋、上海至杭州外环线路基加固以及京广铁路翻浆冒泥整治等。

铁道路基加固，土工格栅用于铁路路基增强，合成材料和路面材料融合在一起，可有效的分配载荷，防止道渣流失和路基变形，提高路基的稳定性，承受更大的变形载荷。

铁道道渣保护，由于火车震动及风吹雨淋，造成道渣流失，用土工合成材料包裹，防止道渣流失，提高路基的稳定性。

铁路挡墙，土工合成材料用于铁道边上的挡墙增强，如用于火车站内月台和货台，可延长使用寿命，减少维修费用。铁道边坡防护土工合成材料用于铁道两旁的边坡防护，可防止石块和土体滑落，提高铁路的使用寿命，减少维修费用。4.3 在公路建设工程中的应用

公路建设主要是应用针刺无纺布解决路基沉陷、软基加固、防治翻浆冒泥、防止路基冻融等。另外利用薄型无纺布防止沥青路面产生反射裂缝，其效果也很显著。近20年来国内外公路交通的高速发展，高等级公路网扩展，为土工合成材料在公路工程中的应用开拓了广阔的前景。据国外的统计资料，土工合成材料在公路工程中的应用占全部用量的1/3以上。

加筋土挡墙，在公路旁边和垂直挡墙中加铺土工合成材料，可提高挡墙的承载能力。

路面、路基增强，土工合成材料可用于公路路面、路基的增强，尤其是在软地基的公路，解决路面裂缝、车辙压痕，在填充物之间加铺土工合成材料，可大大提高路面、路基的承载力和使用寿命。

边坡防护，用土工合成材料铺在公路边坡上，可防风吹雨淋，坡上的石块和泥土滑落。

桥台加固，公路桥台地基一般很容易向下沉陷，使桥梁出现裂纹，在桥台地基下铺设土工合成材料，可提高承载力。4.4 在港湾与海岸工程建设中的应用

土工合成材料主要是用作反滤材料、软土地基加固、海岸防护以及防波堤工程。另外港区集装箱堆场及港区内道路的地基加固、场内的排水盲沟等也都采用土工合成材料。如：天津新港在突堤软基处理及码头滤层、青岛前港湾区防波堤工程、上海芦潮港及金同石化防波堤工程。4.5 环境工程中的应用

土工合成材料是环境工程中比较理想的应用材料。利用土工织物处理工业废料，建造废料库、垃圾场、废水处理池等工程越来越多。另外土工织物在保护水源、环境绿化等方面也有很大的发展前景。可以肯定，土工合成材料因其优良特性，必将在环境工程中得到更广泛的应用。我国的环境保护工程中，土工合成材料的应用起步较晚，应用范围较窄，目前，仅限于尾矿和粉煤灰贮存方面的应用报导。实际上，应用的潜在范围是广阔的，一些大中城市相继建成的垃圾填埋场、水处理厂等工程均可运用土工合成材料。例如：四川绵阳市塔子岭填埋场和杭州的天子岭填埋场。

4.6 在建筑工程中的应用

土工合成材料在建筑工程方面的应用是近年来才开始发展的。土工合成材料可以制成多种功能制品，因此在建筑工程上的应用也是多方面的。迄今为止，虽然应用尚不广泛，已发展了地基加筋垫层、深基础排水减压、排水固结、桩基处理、膨胀土地基等多种应用类型。除上述几个方面外，在矿山尾矿坝、机场跑道、地铁、隧道、市政建设、环保工程、军事工程等各个方面都不同程度、不同数量的应用土工织物。

第三篇：土工合成材料在整治路基病害工程中的应用

土工合成材料在整治路基病害工程中的应用 2.1 土工合成材料的含义及其应用概况

土工合成材料是土木工程应用的合成材料的总称。作为一种新型的土木工程材料，它是以人工合成的聚合物(如塑料、化纤、合成橡胶等)为原料，制成各种类型的产品，置于土体内部、表面或各种土体之间，发挥加强或保护土体的作用。

土工合成材料在土木、水利、交通、铁道和环境工程中得到广泛的应用，起到排水反滤、防渗、加筋、隔离、防护和减载等作用。这些作用是以不同的形式的产品来实现的，例如，土工织物用于滤层、隔离和防护；土工网和三维植被网垫用于排水和坡面的稳定；土工格栅、条带和有纺或编织土工织物用于加筋、土工膜用于防渗等。复合型土工合成材料则结合了各自的优点，例如，兼有过滤和排水性能的土工织物和土工网复合材料，结合加筋和隔离功能的土工织物和土工格栅复合材料，而土工织物和土工膜结合形成的复合土工膜则既能防渗又具有防刺破的作用，同时具有与土较高的界面磨擦系数。

尽管有众多的产品和更多的潜在的应用形式，对于具体的工程应判断土工合成材料的主要作用，选择合理的设计公式，确定要求达到的性能指标，并寻求一个经济上合适的施工方法。目前证明较成功的应用有：无纺土工织物代替粒状级配滤层应用于反滤排水工程中，土工合成材料加筋挡土墙代替重力式挡土墙，塑料排水带代替砂井，土工膜用于防渗材料等。在应用的初期，最担心的是耐久性，忽视铺放的位置，认为铺土工合成材料总比不铺好。而现在经验证明在土中耐久性是可以保证的，相反，土工合成材料铺放的位置不当或施工质量差，会降低作用，甚至适得其反。

土工合成材料的原材料是高分子聚合物(polymer)。它们是由煤、石油、天然气或石灰石中提炼出来的化学物质制成，再进一步加工成纤维或合成材料片材，最后制成各种产品。制造土工合成材料的聚合物主要有聚乙烯(PE)、聚酯(PER)、聚酰胺(PA)、聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)等。聚乙烯是在1931年前后，首先由英国ICI公司研制成功的，1939年成为商品在市场上出售，它是聚合物中分子结构最简单的一种，可分为低分子量和高分子量两类。聚乙烯的比重为0.92，耐酸碱，抗化学剂能力强，吸湿性低，低湿时仍具柔性，电绝缘性极好。在1950年前后，又开发出了高密度聚乙烯(HDPE)材料，其比重、机械强度、熔点和硬度等都比低密度的为优。聚酰胺约在1935年研制成功，俗名为尼龙，其吸湿性较高，干燥时有一定绝缘性、机械性能好。聚酯于1941年前后问世，它包括聚酯树脂、聚酯纤维和聚酯橡胶等。聚丙烯于1954年研制出来，1957年成为商品出售。它的比重为0.90～0.91，耐温范围-30 ℃～140 ℃，耐化学剂性能较好，惰性强，价格低廉，是目前应用最多的原材料之一。

此外，常用的原材料还有聚氯乙烯，它的比重为1.4，具有极好的化学稳定性，不燃烧，可用于制造透明薄膜、管道、板材等。以上五种原材料的性能对比如表2-1所示。表2-1 几种高分子聚合物性能对比 性能 高分子聚合物

聚酯 聚酰胺 聚丙烯 聚乙烯 聚氯乙烯 单位质量 高 中 低

低 高 强度 高 中 低 低 低 弹性模量 高 中 低

低 低 破坏应变

中 中 高 高 高 蠕变性 低

中 高 高

抗紫外线 高

中

中

低

高 耐碱性 低 高 高 高 高 耐霉，耐虫 中 中 中 高 高

应当指出，材料的强度还与纤维的制作方法有关。在应用土工合成材料时，其性能更受施工方法、应用环境和侧限压力大小的影响。土工合成材料在我国的应用，可以追溯到20世纪60年代，例如，北京市东北旺农场南干渠使用聚氯乙烯土工膜防渗。有纺织物首次应用的成功实例，是在1974年江苏省江都县嘶马长江的护岸工程。该工程采用聚丙烯编织布，聚氯乙烯绳网和混凝土块组成整体沉排，防止河床冲刷。无纺织物作为隔离材料，1981年，铁路部门首先应用于防治“翻浆冒泥”现象。无纺织物作为反滤材料，1984年首次成功地应用于云南麦子河工程大坝上。1983年铁路部门在广茂铁路路基中第一次采用了土工织物铺设在软土地基表面，增加了路堤的稳定性。

目前，品种繁多的人工合成材料陆续问世，它们可制成各种符合特定目的的产品，而且由于其具有质量轻、施工简易、运输方便、价格低廉料源丰富等优点，为土木工程提供了一种崭新的较为理想的材料，并由此带来一种实施简便和经济有效的技术途径。土工合成材料是以合成材料为原材料制成的应用于岩土工程的各种产品的统称。因为它们主要用于岩土工程，故冠以“土工”两字，称为土工合成材料，以区别于天然材料。近些年来，土工合成材料在全世界范围内得到迅速的发展和广泛的应用，取得了良好的经济、社会和环境效应。土工合成材料技术被人们誉为20世纪岩土工程中的一项技术革命。2.2 土工合成材料的种类 2.2.1 土工织物

2.2.1.1 土工织物的种类

土工织物为透水性土工合成材料。土工织物的制造一般要经过两个步骤：首先把聚合物原料加工成丝、短纤维、纱或条带，然后再制成平面结构的土工织物。许多不同的高分子聚合物已经用作不同土工织物产品的原料，土工织物按制造方法分为针织型、无纺或非织造型和机织或有纺型三类。针织型目前已很少应用，有纺土工织物由两组平行的呈正交或斜交的经线和纬线交织而成，其主要缺点是沿经线和纬线的强度高，而与经纬线斜交方向的强度低，无纺土工织物是把纤维作定向的或随意的排列，再经过加工而成，按照联结纤维的方法不同，可分为化学(粘结剂)联结、热力联结和机械联结三种。其主要优点是强度没有显著的方向性，对变形的适应性较大，目前世界上80 %的土工织物属于这种类型。

土工织物突出的优点是重量轻，整体连续性好(可做成较大面积的整体)，施工方便，抗拉强度较高，耐腐蚀和抗微生物侵蚀性好。缺点是未经特殊处理，则抗紫外线能力低，如暴露在外受紫外线直接照射容易老化，但如不直接暴露，抗老化及耐久性能仍较高，土工织物的性能与其聚合物原料、土工织物的种类及加工制造方法密切相关。(1)织造型土工织物

这类产品又称有纺土工织物，是最早的土工织物产品。它的制造分两道工序：先将聚合物原料加工成丝或纱或带，再借织机制成平面结构的布状产品。织造时常包括相互垂直的两组平行丝，沿织机(长)方向的称经丝，横过织机(宽)方向的称纬丝。这种织物看来简单，却有着不同的丝种和不同的织法。丝种包括单丝、多丝及二者的混合。单丝是单根丝，典型直径约为0.5 mm，它是将聚合物热熔后从模具中挤压出来的连续长丝。在挤出同时或刚挤出后将丝拉伸，使其中的分子定向，以提高丝的强度。多丝是由若干根单丝组成的，在制造高强土工织物时常采用多丝。多丝也有用切割成的短丝(一般长100 mm)搓拧而成的。早期的土工织物系由单丝织成，后来发展为采用扁丝。扁丝是由聚合物薄片经利刀切成的薄条，其厚度比单丝薄得多，且在切片前后都要牵引拉伸以提高其强度。扁丝宽度约为3 mm，是其厚度的一二十倍。目前的大多数编织土工织物是由扁丝织成，而圆丝和扁丝结合织成的织物有较高的渗透性。

另一种特殊的扁丝叫裂膜丝，它是将一根扁丝剖成许多根细丝，但仍连在一起。由裂膜丝织成的织物较为密实，柔软而渗透性小。多丝和裂膜丝结合织成的编织物厚度可达1～2 mm，比扁丝织成的要厚。织造型土工织物有三种基本的织造型式：平纹、斜纹和缎纹。平纹是一种最简单、应用最多的织法，其形式是经、纬丝一上一下。斜纹则是经丝跳越几根纬丝，最简单的形式是经丝二上一下。缎纹织法是经丝和纬丝长距离的跳越，例如经丝五上一下。这种织法运用于衣料类产品。

在织造时，由于梭子要不断地牵引纬丝从经丝的空间中穿过，故要求经丝强度比纬丝的高。采用不同的丝和纱以及不同的织法，可以使织成的产品具有不同的特性。例如平纹织物有明显的各向异性，其经、纬向的摩擦系数也不一样；圆丝织物的渗透性一般比扁丝的要高，每厘米长的经丝间穿越的纬丝愈多，织物也愈密愈强，渗透性则愈低。单丝的表面积较多丝的要小，其防止生物淤堵的性能要好一些。聚丙烯的老化速度比聚酯和聚乙烯的要快等等。由此可见，可以借调整丝(纱)的材质、品种和织造方式等来得到符合工程要求的强度、经纬强度比、摩擦系数、等效孔径和耐久性等各项指标。在工程实施中应根据具体要求来优选产品，铺设时要注意材料的合理铺设方向。(2)非织造型土工织物

这类产品又称无纺土工织物。根据粘合方式的不同，非织造型土工织物分为热粘合、化学粘合和机械粘合等三种。热粘合法织造型土土织物的制造，是将纤维在传送带上成网，让其通过两个反向转动的热辊之间热压，纤维网受到一定温度，部分纤维软化熔融，互相粘连，冷却后得到固化。该法主要用于生产薄型土工织物，厚度一般为0.5～1.0 mm。由于纤维是随机分布的，织物中形成无数大小不一的开孔。再因为无经纬丝之分，故其强度的各向异性不明显。

纺粘法是粘合法中的一种，是将聚合物原料经过熔融、挤压，纺丝成网，纤维加固后形成的产品。这种织物厚度薄面强度高，渗透性大。由于制造流程短，产品质量好，品种规格多，成本低，用途广，近年来在我国发展较快。

化学粘合法土工织物，是通过不同工艺，将粘合剂均匀地施加到纤维网中，待粘合剂固化。纤维之间便互相粘连，使网得以加固，厚度可达3 mm。常用的粘合剂有聚烯酯、聚酯乙烯等。也可以在施加粘合剂前加以滚压，得到较薄的和孔径较小的产品。这类产品在工程中的应用较少。

机械粘合法是以不同的机械工具将纤维网加固，应用最广的是针刺法，还有用水刺法的。针刺法利用装在针刺机底板上的许多截面为三角形或棱形且侧面有钩刺的针，由机器带动，作上下往复运动，让网内的纤维互相缠结，从而织网得以加固。产品厚度一般在1 mm以上，孔隙率高，渗透性大，反滤排水性能均佳，在水利工程中应用很广。水刺法是利用高压喷射水流射入纤维网，使纤维互相缠绵加固。其产品较为柔软，主要用作卫生用品，工程中尚未应用。2.2.2 土工膜

土工膜是一种基本不透水的材料。根据原材料不同，可分为聚合物土工膜和沥青土工膜两大类。为了适应工程应用中不同强度和变形的需要，两类中又各有不加筋(单一或混合材料)和加筋或组合的类型。聚合物膜在工厂制造，沥青膜则大多在现场制造。制造土工膜的聚合物有热塑塑料(如聚氯乙烯)、结晶热塑塑料(如高密度聚乙烯)、热塑弹性体(如氯化聚乙烯)和橡胶(如氯丁橡胶)等。工厂制造土工膜的方法主要有挤出、压延或加涂料等。挤出是将熔化的聚合物通过模具制成土工膜，厚0.25～4 mm。压延则是将热塑性聚合物通过热辊压成土工膜，厚0.25～2 mm。加涂料是将聚合物均匀涂在纸片上，待冷却后将土工膜揭下来而成。现场制造土工膜是在地面喷涂或敷一层冷或热的粘滞聚合物而成。沥青土工膜用的是沥青聚合物或合成橡胶。

制造土工膜时还需要掺入一定量的添加剂，使在不改变材料基本特性的情况下，改善其某些性能和降低成本。例如掺入碳黑可以提高抗日光紫外线能力，延缓老化；掺入铅盐、钡、钙等衍生物以提高材料的抗热、抗光照稳定性；掺入滑石等润滑剂以改善材料可操作性；掺入杀菌剂可防止细菌破坏等。对于沥青类土工膜，其主要的掺入材料是一些填料或纤维。填料可为细矿粉，它能增加膜的强度且降低其成本；加入纤维，也是为提高膜的强度。2.2.3 土工复合材料

土工织物、土工膜和某些特种土工合成材料，以其两种或两种以上的土工材料互相结合起来，成为土工复合材料。土工复合材料可将不同构成材料的性质结合起来，更好地满足具体工程的需要，能起到多种功能的作用。如复合土工膜，将土工膜和土工织物按要求制成土工膜—土工织物组合物，称复合土工膜。土工膜主要用来防渗，土工织物起加筋、排水和增加土工膜与土面之间的摩擦力的作用。又如土工复合排水材料，它是以无纺土工织物和土工网、土工膜或不同形状的合成材料芯材组成的排水材料，用于软基排水固结处理、路基纵向横向排水、建筑地下排水管道、集水井、支挡建筑物的墙后排水、隧道排水、堤坝排水设施等。不同的工程有不同的综合功能要求，故土工复合材料的品种繁多，可以说土工复合材料是当前和今后一段时期发展的大方向。这里主要介绍复合土工膜和土工复合排水材料两类。2.2.3.1 复合土工膜

复合土工膜是用土工织物或其他材料与土工膜结合而成的不透水材料。根据主要功能的不同，复合土工膜可划分为加筋型土工膜和横向排水型土工膜两种。(1)加筋型土工膜

加筋型土工膜具有较高的强度和模量，以满足工程中防渗与受力的要求，如氯丁橡胶土工膜和经编土工膜。加筋土工膜的厚度：聚合物有涂料的三层压延加筋土工膜厚0.75～1.5 mm；聚合物五层压延加筋土工膜厚1.0～1.5 mm。(2)横向排水型土工膜

横向排水型土工膜一般由无纺土工织物与土工膜复合而成，常见的有“一布一膜”、“两布一膜”。其中，无纺土工织物不仅具有横向排水作用，而且对土工膜起保护作用。2.2.3.2 土工复合排水材料

土工复合排水材料是薄型土工织物包裹不同材料制成的不同形状的芯材组合成的一种复合型排水产品。这种产品克服了土工织物沿织物平面方向排水能力小的缺点，可以沿产品芯材水平方向的排水通道通畅地排水，而外包的土工织物作为滤层以阻止土颗粒进入排水通道。复合排水带主要用于软土地基竖向排水固结处理等，我国生产及工程上普遍采用的产品主要是塑料排水带。复合排水板具有广泛的用途，如路基纵向横向排水、支挡建筑物的墙后过滤排水、隧道衬砌后防排水、建筑物地下排水通道、堤坝排水设施等。(1)塑料排水带

塑料排水带是由不同截面形状的连续塑料芯板外面包裹非织造土工织物(滤膜)而成。芯板的原材料为聚丙烯、聚乙烯或聚氯乙烯。芯板截面有多种型式，常见的有城垛式、口琴式和乳头式等。芯板起骨架作用，截面形成的纵向沟槽供通水之用，面滤膜多为涤纶无纺织物，作用是滤土、透水。

塑料排水带的施工是利用插带机将其埋设在土层中的预定位置。塑料带前端与锚靴相连，用插带机导杆顶住锚靴，插入土层中，达到预定深度后拔出导杆，但排水带仍留在预定位置，在高出地面一定高度(0.5 m左右)剪断排水带，施工时可用静荷或动荷送杆，静荷送杆对土层扰动小，较为常用。我国插带机的插入深度可达约25 m，入土速率可达6 m/min。排水带的平面分布间距可借理论计算确定，一般为1～2 m。排水带插入软基后，为排除土中的多余水量提供了捷径，多余水可水平向通过带的滤膜进入芯板沟槽，再向上由地表的透水料垫层排走。排水带在公路、码头、水闸等软基加固工程中应用广泛，以加速软土固结。(2)软式排水管

软式排水管又称为渗水软管，是由高强钢丝圈作为支撑体，以及具有反滤、透水及保护作用的管壁包裹材料两部分构成的。高强钢丝由钢线经磷酸防锈处理，外包—层PVC材料，使其与空气及水隔绝，避免氧化生锈。包裹材料有三层，内层为透水层，由高强特多龙纱或尼龙纱作为经纱，特殊材料为纬纱制成；中层为非织造土工织物过滤层；外层为与内层材料相同的覆盖层。为确保软式排水管的复合整体性，支撑体和管壁外裹材料间，以及外裹各层之间都采用了强力粘结剂粘合牢固。软式排水管兼有硬水管的耐压与耐久性能，又有软水管的柔性和轻便特点，过滤性强，排水性好，可用于各种排水工程中。(3)其他复合排水材料

现在已生产出各种型式芯材和外包滤膜的复合排水材料。芯材有平板上立管柱的，有做成各种奶头形的，有土工网的，还有用塑料丝缠成的网状体的等等，它们均具有较大的排水能力，可按工程需要选用。2.2.4 土工特种材料

土工特种材料是为工程特定需要而生产的产品，品种多，现选择几种主要产品说明如下。2.2.4.1 土工格栅

土工格栅是在聚丙烯或高密度聚乙烯板材上先冲孔，然后进行拉伸而成的带长方形或方形孔的板材。加热拉伸是让材料中的高分子定向排列，以获得较高的抗拉强度和较低的延伸率。按拉伸方向不同，格栅分为单向拉伸(孔近矩形)和双向拉伸(孔近方形)两种。前者在拉伸方向上有较高强度，后者在两个拉伸方向上皆有较高强度。土工格栅的品种和规格很多，目前开发的新品种有用加筋带纵横相连而成的，也有用高强合成材料丝纵横连接而成的等等。2.2.4.2 土工网

土工网是以聚丙烯或聚乙烯为原料，应用热塑挤出法生产的具有较大孔径和较大刚度的平面结构材料。可因网孔尺寸、形状、厚度和制造方法的不同而造成性能上的很大差异。一般而言，土工网的抗拉强度都较低，延伸率较高。这类产品常用于坡面防护、植草、软基加固垫层，或用于制造复合排水材料。一般说来，它只有在受力水平不高的场合，才能用于加筋。2.2.4.3 土工模袋

土工模袋是由上下两层土工织物制成的大面积连续袋状材料，袋内充填混凝土或水泥砂浆，凝固后形成整体混凝土板，可用作护坡。这种袋体代替了混凝土的浇注模板，故而得名。模袋上下两层之间用一定长度的尼龙绳来保持其间隔，可以控制填充时的厚度。浇注在现场用高压泵进行。混凝土或砂浆注入模袋后，多余水量可从织物孔隙中排走，故而降低了水分，加快了凝固速度，使强度增高。按加工工艺的不同，可将模袋分为两类，即机织模袋和简易模袋。前者是由工厂生产的定型产品，而后者是用手工缝制而成的。2.2.4.4 土工格室

土工格室是由强化的高密度聚乙烯宽带，每隔一定间距以强力焊接而形成的网状格室结构。典型的条带厚1.2 mm、宽100 mm，每隔300 mm进行焊接。格室张开后，可填以土料，由于格室对土的侧向位移的限制，可大大提高土体的刚度和强度。它可用于处理软弱地基，增大其承载力，沙漠地带可用于固沙，还可用于护坡等。2.2.4.5 土工管及土工包

土工管、土工包是用经防老化处理的高强土工织物制成的大型管袋及包裹体，可有效地护岸和用于崩岸抢险，或利用其堆筑堤防，解决疏浚弃土的放置难题。

土工包是将大面积高强度的土工织物摊铺在可开底的空驳船内，充填200～800 m3料物，将织物包裹闭合，运到一定部位，沉至预定位置。在国外，该技术大量用于环保。2.2.4.6 聚苯乙烯板块

聚苯乙烯板块称泡沫塑料，是以聚苯乙烯聚合物为原料，加入发泡剂制成的。它的主要特点是质量极轻、导热系数低、吸水率小，但也有一定抗压强度。由于其质轻，可用它代替土料，填筑桥端的引堤，解决桥头跳车问题、其导热系数低，故在寒冷地带，可用该材料板块防止结构物冻害，例如在挡墙背面或闸底板下，放置泡沫塑料以防止冻胀等。2.2.4.7 土工合成材料粘土垫层

土工合成材料粘土垫层是由两层或多层土工织物(或土工膜)中间夹一层膨润土粉末(或其他渗透性材料)以针刺(缝合或粘接)而成的—种复合材料。它与压实粘土垫层相比，具有体积小、质量轻、具柔性、密封性良好、抗剪强度较高、施工简便、适应不均匀沉降等优点，可以代替—般的粘土密封层，用于水利或土木工程中的防渗或密封设计。国外大量用于废料坑的底部防渗衬砌和顶部封盖。2.3 土工合成材料的工程特性 2.3.1 物理特性 2.3.1.1 厚度

土工合成材料厚度用mm表示，厚度变化对织物的孔隙率、透水性和过滤性等水力特性有很大的影响。常用的各种土工合成材料的厚度是：土工织物一般为0.1～5 mm，最厚的可达十几毫米；土工膜一般为0.25～0.75 mm，最厚的可达2～4 mm；复合型材料有时采用较薄的土工膜，最薄可达0.1 mm；土工格栅的厚度随部位的不同而异，其肋厚一般由0.5 mm至几十毫米。有些材料在受压时厚度变化很大，需规定在某固定压力下测定厚度。一般规定此压力为2 kPa。根据工程需要还应测试在20 kPa、200 kPa压力下的系列厚度。土工织物厚度可采用专门的厚度测试仪，土工膜厚度可直接用千分尺测定，—般要求加压面积为25 cm2，试样面积应大于加压面积的2倍，加压时间30 s，试样不少于10块。2.3.1.2 单位面积质量

单位面积质量为单位面积土工合成材料具有的质量，它反映材料多方面的性能，如抗拉强度、顶破强度等力学性能以及孔隙率、渗透性等水力学性能。通常以g/m2表示，是土工合成材料的主要物理性能之一。土工织物和土工膜单位面积质量受原材料密度的影响，同时受厚度、外加剂和含水量的影响，常用的土工织物单位面积质量一般在50～1 200 g/m2的范围内。测定单位面积质量采用秤量法，试样面积为100 cm2，数量不得少于10块，天平秤量读数应精确到0.01 g(现场测试为0.1 g)。测试前要求试样在标准大气压下恒温(20±2 ℃)，恒湿(65 %±2 %)24 h。2.3.2 力学特性

反映土工合成材料力学特性的指标主要有拉伸特性及抗拉强度、撕裂强度、顶破强度、刺破强度、穿透强度及握持强度等。

2.3.2.1 拉伸特性及抗拉强度

土工合成材料是柔性材料，大多通过其抗拉强度来承受荷载以发挥工程作用，因此抗拉强度及其应变是土工合成材料的主要特性指标。土工合成材料的抗拉强度与测定时的试样宽度、形状、约束条件有关，必须在标准规定的条件下测定。土工织物在受力过程中厚度是变化的，不易精确测定，故其受力大小一般以单位宽度所承受的力来表示，单位为kN/m或N/m，而不是习惯上所用的单位面积的应力来表示。目前测定抗拉强度基本上是沿用纺织品条带拉伸试验方法，即把试样两端用夹具夹住，以一定的速率施加荷载进行拉伸直到破坏，测得试样自身断裂强度及变形，并绘出应力—应变曲线。目前条带拉伸试验的试样分宽条与窄条两种，宽条试样宽200 mm、长100 mm，宽长比B/L＝2；窄条试样宽50 mm、长100 mm，宽长比B/L=1/2。试验机具应选择具有等速拉伸性能、能测读拉伸过程中拉力和伸长量或直接记录拉力—伸长关系曲线的拉力机，同时要求试样的最大断裂力在满量程的10 %～90 %范围内。国内规定拉伸速率为50 mm/min。

目前关于土工合成材料的拉伸力学特性一般采用室内无侧限拉伸试验进行测试。但现场埋设在填料中的土工筋材的力学特性因填料的约束作用而不同，人们曾通过对不同宽带的试件进行拉伸试验，以评价筋材受侧向约束的影响。但更科学的是应将筋材埋在填料中进行测试。此时的力学特性所受影响因素较多。有约束的拉伸试验表明，约束力将增加土工织物的抗拉强度和模量，对于土工格网和土工格栅，约束力的影响更为显著，因为除了界面的摩擦阻力外，筋材横肋所受拉伸方向的土压力还将约束其变形，从而增大了模量。

2.3.2.2 握持强度

土工织物承受集中力的现象普遍存在，握持强度是反映其分散集中力的能力。握持强度试验选用的仪器一般与条带拉伸试验相同，但试验方法不同。握持强度试验是握持试样两端部分宽度而进行的一种拉力试验。它的强度由两部分组成，一部分为试样被握持宽度的抗拉强度；一部分为相邻纤维提供的附加抗拉强度。它与条带拉伸强度之间没有简单的对比关系。由于各单位所采用的试样和夹具的尺寸不尽相同，试验的难度也较大，因此测得的成果相差很多。一般不宜作为设计依据。只可用作不同土工织物的抗拉强度的比较。土工织物握持力一般为0.3～6.0 kN。2.3.2.3 撕裂强度

土工织物和土工膜在铺设和使用过程中，常常会有不同程度的破损。撕裂强度反映了试样抵抗扩大破损裂口的能力，可评价不同土工织物和土工膜被扩大破损程度的难易，是土工合成材料应用中的重要力学指标。目前撕裂强度试验仍沿用纺织品标准测试方法。常用的纺织品撕裂试验，按试样形状分为梯形法、翼形法以及舌形法，舌形法又分为单缝与双缝两种。目前多采用梯形法测定土工膜及土工织物的撕裂强度，这种试验从其加力方式看，近似于张拉试验。土工织物梯形撕裂强度值一般为0.15～30 kN，不加筋土工膜的梯形撕裂强度值一般为0.03～0.4 kN。2.3.2.4 顶破强度 刺破强度及穿透强度

在工程应用中，土工织物及土工膜常被置于两种不同粒径的材料之间，受到粒料的顶破作用，同样也将受到抛填粒料引起的法向荷载。根据粒径大小形状、土工织物及土工膜接触面的受力特征和破坏形式的不同，可分为顶破、刺破和穿透几种受力状态。

(1)顶破强度是反映土工织物及土工膜抵抗垂直织物平面的法向压力的能力。顶破试验与刺破强度试验相比，压力面积相对较大，材料呈双向受力状态。所用试验方法有液压胀破试验、圆球顶破试验和相CBR顶破试验。

(2)刺破强度是反映土工织物或土工膜抵抗小面积集中荷载(如有棱角的石子或树枝等)的能力。试验方法与圆球顶破试验相似，只是以金属杆代替圆球。(3)穿透强度可通过穿透试验测得，这种试验是模拟工程施工中具有尖角的石块或其它锐利物落在土工织物或土工膜上的情况，用穿透试验所得孔眼的大小，评价土工织物或土工膜抵御穿透的能力。2.3.3 水力学特性

由于土工织物、细孔土工网等土工合成材料可以使水及空气自由地通过，并能有效地截留和控制土颗粒的流失，因此被广泛他用作排水和过滤材料。为此必须研究其水力学特性，其主要包括两方面：—是透水与导水能力；二是阻止颗粒流失的能力。这些特性涉及到土工合成材料的孔隙率、孔径大小与分布情况、渗透特性等。土工织物的渗透特性是其重要水力学特性之一。在过滤标准及其它有关水力学中，是一项不可缺少的重要指标。根据工程的需要，通常要确定垂直于织物平面的渗透特性和平行于织物平面的渗透特性。垂直于织物平面的渗透特性，主要用垂直渗透系数 表示。该系数是渗流的水力梯度等于1时的渗流速度，一般服从达西定律，土工织物的渗透系数约为 ～ cm/s，其中无纺织物的渗透系数为 ～ cm/s。使用土工膜的目的在于防渗，它可以阻挡水、水气、气体及有害物质(例如甲醇、丙酮和二甲苯等)的渗透。土工膜在水压力作用下产生渗流的原因是由于制造时的不均匀性和缺陷等因素所造成的，有些细微的通道，则是在一定的水压力下被水冲破而形成的，温度变化引起水体积变化，土工膜的渗透系数愈小，温度对试验结果的影响愈大。

土工织物用作滤层时，水从被保护土中流过织物，在流动中使土颗粒集聚在织物表面的孔口上，堵塞水流通道的进口，或是细颗粒沉积在孔隙内部，逐渐减小通道的有效过水面积。前者称为堵塞，后者称为淤堵，堵塞一般发生在渗流开始阶段，而淤堵则随时间增长而加重。目前判断织物滤层淤堵，通常是通过观察通过织物的流量减小以及进入织物的土颗粒增多的现象来评估，还不能给出淤堵程度的允许值，只能通过被保护土与织物滤层的长期工作试验，观测渗透流量的变化与稳定情况来评估。2.3.4 耐久性

土工合成材料的耐久性包括许多方面，主要是指对紫外线辐射、温度变化、化学与生物侵蚀、干湿变化、冻融变化和机械磨损等外界因素变化的抵御能力，材料的耐久性主要与聚合物的类型及添加剂的性质有关。土工合成材料的老化现象主要是因为高分子聚合物具有链节结构，受外界因素的影响发生降解反应或交联反应的结果。使材料老化的各种因素中，阳光辐射起着最重要的作用。紫外线具有很大的能量，能够切断许多聚合物的分子链，或者引发光氧化反应。其试验方法主要有自然老化和人工老化两大类，近几年采用了一系列措施以增加聚合物的抗老化能力，并取得了很好的效果。添加防老化剂、方法简便，效果显著，是当前防老化的主要途径。土工合成材料在有覆盖的情况下(或埋在土中)，老化速度缓慢。

聚合物对化学腐蚀一般具有较高的抵抗能力，但某些特殊的化学药剂或废品对聚合物有腐蚀作用。因而利用土工合成材料(土工膜)作污水或废物存储池的防渗材料时，对其化学稳定性要认真对待。土工合成材料在铺设过程中易受损伤，且不易被发现，国外试验研究发现，埋在土中的织物老化主要是由于机械伤引起的，铺设造成的孔洞是使材料强度降低的主要因素。孔洞数愈多，原始强度降低得愈多。在高温条件下，合成材料将发生熔融现象。有时温度虽未达到融点，聚合物分子结构也可能发生变化，影响材料的弹性模量和强度。有些聚合物在特别低的温度下，也使柔性降低、质地变脆，影响其力学特性，给施工及接缝造成困难。

此外，干湿度和冻融变化可能使一部分空气或冰屑存在织物内部，影响其渗透特性。2.4 土工合成材料的功能

土工合成材料具有多方面的功能，一种土工合成材料往往就兼有数种功能。随着土工复合材料的发展，所兼有的功能就更多。总的说来，土工合成材料的主要功能可归纳为六类，即过滤作用、排水作用、隔离作用、防渗作用、防护作用以及加筋作用。2.4.1 过滤作用

把土工织物置于土体表面或相邻土层之间，可以有效地阻止土颗粒通过。从而防止由于土颗粒的过量流失而造成土体的破坏。同时允许土中的水或气体通过织物自由排出，以免由于孔隙水压力的升高而造成土体的失稳等不利后果。

土工织物可适用于土石坝粘土心墙或粘土斜墙的滤层，土石坝或堤坝内的各种排水体的滤层，储灰坝或尾矿坝的初期坝上游坝面的滤层。堤、坝、河、渠及海岸块石或混凝土护坡的滤层，水闸下游护坡下部的滤层，挡土墙回填土中排水系统的滤层，排水暗道周边或碎石排水暗沟周边的滤层，水利工程中水井、减压井或测压管的滤层等。2.4.2 排水作用

有些土工合成材料可以在土体中形成排水通道，把土中的水分汇集起来，沿着材料的平面排出体外。较厚的针刺型无纺织物和某些具有较多孔隙的复合型土工合成材料都可以起排水作用。

它们可适用于土坝内垂直或水平排水，土坝或土堤中的防渗土工膜后面或混凝土护面下部的排水。埋入土体中消散孔隙水压力，软基处理中垂直排水，挡土墙后面的排水，各种建筑物后面的排水，排除隧洞周边渗水、减轻周边所承受的外水压力，人工填土地基或运动场地基的排水等。2.4.3.隔离作用

隔离是指在两种物理力学性质不同的材料之间铺设土工合成材料，使它们不互相混杂。例如将碎石和细粒土隔离，软土和填土之间隔离等等。隔离可以为工程带来许多预期的良好效应，举例说明如下：(1)通过隔离层，引起应力扩散作用，使地基土的沉降量得到一定程度的均化。(2)隔离提供排水面，加速地基土固结，使承载力提高。

(3)隔离层起整体性作用，可使要求的地基粗粒料支持层的厚度减少，节约建筑材料。

(4)地基中有部分软弱区域，或有小范围洞穴，铺隔离层有架桥作用，以掩盖和减弱洞穴区或软弱区的影响。(5)在地下水位较高的地基中，隔离层可以切断毛细水上升，防止盐碱化，或减弱冻胀。(6)道路基床中，隔离是防治翻浆冒泥的有效措施。(7)隔离层还起一定的保温作用。

用于隔离的土工合成材料应以它们在工程中的用途来确定。应用最多的是有纺和无纺土工织物。如果对材料的强度要求较高，有时还要求以土工网或土工格栅作为材料的垫层。当要求隔离防渗时，则需要土工膜或复合土工膜。2.4.4 防渗作用

土工膜和复合型土工合成材料，可以防止液体的渗漏、气体的挥发，保护环境或建筑物的安全。它们可用于土石坝和库区的防渗，渠道防渗，隧道和涵管周围防渗，防止各类大型液体容器或水池的渗漏和蒸发，屋顶防漏，用于修筑施工围堰等。2.4.5 防护作用

多种土工合成材料对土体或水面，可起防护作用。它们主要用于防止河岸或海岸被冲刷，防止垃圾、废料或废液污染地下水或散发臭味，防止水面蒸发或空气中灰尘污染水面，防止土体冻害等。2.4.6 加筋作用

很多土工合成材料埋在土体中，可以分布土体的应力，增加土体的模量，传递拉应力，限制土体侧向位移；还可以增加土体和其它材料之间的摩阻力，提高土体及有关建筑物的稳定性，土工织物、土工格栅、土工网及一些特种或复合型的土工合成材料，都具有加筋作用。它们可用于加强软弱地基，加强边坡稳定性，用作挡土墙回填土中的加筋或锚固挡土墙的面板，修筑包裹式挡土墙或桥台，加固柔性路面、防止反射裂缝的发展等。第3章省略见谅

第4章 结论

4.1 土工合成材料应用中存在的问题

(1)在工程实际应用中，设计对土工合成材料的技术指标、施工工艺和方法常有特定的要求，但个别工程实施后达不到预期效果。主要原因是施工技术问题，部分施工人员对这一新型材料还比较生疏，施工设备和方法比较落后，操作不规范，以致施工质量达不到设计要求。

(2)土工合成材料本身制约着工程质量，有些产品工艺落后，成本较高，质量难以达到规定标准。(3)工程施工中，部分单位在购买材料时低价竟标，更有相当多的单位没有检测设备和检测人员，没有把好质量关。因此，土工合成材料在生产及施工应用上，还缺乏必要的、严格的行业管理。4.2 结论

《铁路路基土工合成材料应用技术规范》自发布实施以来，有力促进了铁路土工合成材料的应用，路基工程质量得到了质的提高。但由于设计理论的相对滞后，土工合成材料生产厂家众多，产品质量参差不齐，技术规范有关条款不易操作等诸多原因，限制了进一步的推广应用。我认为在规范修订时，如下方面予以考虑完善。

(1)增加土工合成材料生产原料的技术要求，分不同地区、不同的应用条件提出相应产品技术指标。对作为重要受力构件的材料(如加筋土挡土墙拉筋带)，要增加蠕变强度等指标。

(2)各类结构、构筑物的计算理论和方法要在规范中明确和进一步细化；随着工程实践的积累，宜增加高墙(如单级超过10 m的加筋土挡土墙)、包裹式加筋土挡土墙、加陡边坡加筋路堤、土工格室加固软基等计算方法。

(3)补充新型土工合成材料，如经编土工格栅、立体植被网、双向拉伸土工格栅的应用条件和技术要求。(4)吸收近年来土工合成材料应用的成功经验和教训，进一步完善设计和施工质量检验条款。(5)实践证明，基床铺设隔断材料(如复合土工膜)宜全断面满铺。

(6)参照国标和其它标准，统一材料名称，制定较详细的技术指标、检验(测)项目和标准。

土工合成材料在工程应用中有着极为突出的优势，在公路、铁路、水利、环保工程等方面，就地取材，原来不能利用的淤泥、沙土、碎石等采用土工合成材料后都能变成坚固的路基和挡墙，无需开山取石取土修建，有效地保护了自然生态环境，防止了水土流失和山体滑坡。随着科技的不断发展土工合成材料的用途将不断延伸，推广土工合成材料的首要目的和优势就是保护生态环境，有着其他材料不可替代的优点。土工合成材料作为一项新技术，在我国应用的历史尚短，与先进国家相比，其应用和发展水平还有一定差异。今后对土工合成材料的应用我们要做到“用对、用好、用精”：“用对”是指使用的场合和部位要正确，所选的材料要对路，不能选错或用错；“用好”是要求做出合理的设计，组织精心的施工，实行经常性的维护；“用精”即在使用中要有发展、有创新。

第四篇：土工合成材料实验报告 简单整理

土工合成材料 公路工程土工合成材料试验规程(JTG E50—2006)土工合成材料 

土工合成材料可分为土工织物、土工膜、特种土工合成材 料和复合型土工合成材料等类型。 土工合成材料具有以下六个基本功能：过滤作用、排水作 用、隔离作用、加筋作用、防渗作用、防护作用。 土工合成材料的性能测试包括测定材料自身的物理力学特 性和提供可靠的材料与土的相互作用特性。 物理力学特性可评定材料的质量和适用性；  相互作用特性可为工程设计提供指标。

土工合成材料的质量检测  在工程应用中对土工织物及相关产品的性能指标要求应包 括下列内容： (1)产品形态指标：材质、幅度、每卷的长度等； (2)物理性能指标：单位面积(或单位长度)质量、厚度、有效孔径(或开孔尺寸)等； (3)力学性能指标：抗拉强度、延伸率、撕裂强度、顶破 强度、与岩土间的摩擦系数等； (4)水力学性能指标：渗透系数等； (5)土工织物相互作用指标及机时久性、抗老化指标等。土工织物进场后应存放在通风遮光的仓库内，严禁暴露日 晒。

一、概念  1 土工合成材料geosynthetics 土工织物、土工膜、土工复合材料、土工特种材料的总称。 2 土工织物geotextile 用于岩土工程和土木工程的机织、针织或非织造的可渗 透的聚合物材料。 3 土工格栅geogrid 由有规则的网状抗拉条带形成的用于加筋的土工 合成材料。其开孔可容周围土、石或其他土工材料穿入。 4 土工网geonet 由平行肋条经以不同角度与其上相同肋条粘结为 一体的用于平面排液、排气的土工合成材料。 5 土工膜geomembrane 由聚合物或沥青制成的一种相对不透水的薄膜。 6 土工复合材料geocomposite 由两种或两种以上材料复合成的土工合成材料。土工布 玻璃纤维土工格栅 塑钢土工格栅 防渗土工膜

二、试样制备及调湿和状态调节  取样与试样制备 

1、取卷装样品 （1）所选卷装材料应无破损，卷装呈原封不动状。

2、试样准备 （1）每次试验的试样，应从样品长度和宽度上均匀裁取，但距 样品幅边至少 10cm。（2）样品经调湿后再制成规定尺寸 

3、调湿和状态调节 (1)土工织物  试样应在标准大气条件下调湿24h，标准大气条件：温度20 ℃ ±2 ℃、相对湿度65%±5%.(2)塑料土工合成材料  在温度23 ℃ ±2 ℃的环境下,进行状态调节,时间不小于4h.

三、主要试验项目

1、物理性能试 1）单位面积质量测 2）厚度测定 3）有效孔径试验（干筛法）

2、力学性能试验 1）宽条拉伸试验 2）条带拉伸试验

3、水力性能试验 1）垂直渗透性能试验（恒水头法）

4、耐久性能指标

5、土工织物与土相互作用性能指标

检测试验 单位面积质量测定(一)适用范围 本试验方法适用于土工织物、土工格栅等其它类型的土工 合成材料。试验原理：从整块样品上裁取规定数量和规定尺寸的试样，经称量、计算，求得试样的单位面积质量。(二)．仪器设备

1、剪刀。

2、尺：最小分度值为1mm。

3、天平：感量0.01g。

试验步骤 

1、取样：按规程规定取样。并进行试样调湿和状态调节： 

2、试样制备：土工织物裁取面积为10 000mm2的试样10块，剪裁和测量精度为lmm.对于土工格栅、土工网这类孔径较 大的材料，试样尺寸应能代表该种材料的全部结构。 3称量：将裁剪好的试样按编号顺序逐一在天平上称量，读 数精确到0．01g。 4试验：按下式计算每块试样的单位面积质量，按GB 8170修约，保留小数一位： G=m×10 6 /A 计算lO块试样单位面积质量的平均值G，精确到0．1g／m2。

土工织物厚度测定 

1、本方法适用于土工织物和复合织物。

2、本试验规定了土工织物在承受规定的压力下，正反两面之 间的距离，以评价土工布的质量。

3、试验原理：将试样平放在基准板上，用与基准板平行的圆 形压脚对试样施加规定的压力，两块板之间的距离为土工布厚 度测量值，以mm表示。 通常进行2kpa、20kPa及200kPa压力下的厚度测定。

4、仪器设备及用具 1)基准板：面积应大于2倍的压块面积。2)压块：圆形,表面光滑，面积为25cm2，重为5N、50N、500N的不等。其中常规厚度的压块为5N,对试件 施加2kPa ±0.01kPa的压力.3)百分表：用以测量基准板至压脚之间的垂直距离，表的最小 分度值为0.01mm。4)秒表：：最小分度值为0.1s。

5试验步骤  1）取样并进行试样调湿和状态调节  2）试样制备：裁取有代表性的试样10块，试样尺 寸应不小于基准板的面积。 3）擦净基准板和5N的压块，压块放在基准板上，调整百分表零点  4）提起5N的压块，将试样自然平放在基准板与压 块之间，轻轻放下压块，使试样受到的压力为2kPa±0．01kPa，放下百分表触头，接触后开始记时，30s时读数，精确至0．01mm，完成10块试样的测试。 5）根据需要选用不同的压块，使压力为20kPa±1：kPa；200kPa±lkPa分别测定试样厚度。 6）试验结果：计算在同一压力下所测的10块试样厚 度的算术平均值，以毫米为单位，计算到小数点后三 位，按规范修约到小数点后两位；

垂直渗透性能试验（恒水头法）

1、适用范围 本方法规定了土工织物及复合土工织物在系列恒定水头下垂直渗透性能试 验方法。

2、试验原理：土工布在垂直于布面的某一常水头作用下发生渗流，测定在 某一时间段内通过布的流量，即可测得表观流速和渗透系数。土工布的透 水性能除取决于织物本身的材料、结构、孔隙大小和分布外，还与织物平面所受的法向压力、水质、水温、水中含气量等因素有关。3定义 3．1流速指数 试样两侧50mm水头差下的流速，精确到1mm／s，注：也可取100mm、150mm，水头差下的流速，但应在报告中注明。3．2垂直渗透系数 在单位水力梯度下垂直于土工织物平面流动的水的流速(mm／s)。3．3透水率 垂直于土工织物平面流动的水，在水位差等于l时的渗透流速(1／s)。 试验步骤

1、取样：按规定取不小于5块试样

2、将试样置于含湿润剂的水中，至少浸泡12h直至饱和并赶 走气泡。

3、将饱和试样装入渗透仪的夹持器内。

4、向渗透仪注水，直到试样两侧达到50mm的水头差。调整 水流，使水头差达到70mm±5mm，在规定的时间周期内，收集通过仪器的渗透水量至少1 000mL，时间至少30s

5、分别对最大水头差0．

8、0．

6、0．4和0．2倍的水头差 收集通过仪器的渗透水量至少1 000mL，时间至少30s，从最高流速开始，到最低流速结束，并记录下相应的渗 透水量和时间。 土工织物有效孔径试验步骤 

1、试验前将标准颗粒与试样放在标准大气条件下进行调湿平衡 

2、将同5组试样平整、无褶皱的放在支掌筛网上，从较细 粒径规格的标准颗粒中称50g，均匀散在土工织物上 

3、将筛框、试样和接收盘夹紧在振动机上，开动振动机10分钟 

4、关机后，称量通过筛的颗粒质量 

5、更换一组试样，用下一组较粗粒径规格的标准颗粒重复 上述步骤，直到取得不小于三组连续分级标准颗粒材料，并有一组的过筛率达到或小于5%。宽条拉伸试验）1．目的及适用范围 1)本方法规定了用宽条试样测定土工织物及其相关产品拉伸 性能的试验的方法，用以测定土工布的拉伸特性。2）本方法适用于大多数土工合成材料，包括土工织物及复合 土工织物、土工格栅。3)本方法包括测定调湿和浸湿两种试样拉伸性能的程序，包 括单位宽度的最大负荷和最大负荷下的伸长率及特定伸长率下 的拉伸力的测定。

2、定义  1）拉伸强度：试验中试样拉伸直至断裂时每单位宽度的 最大拉力，以kN/m表示；  2）延伸率：试验中试样实际夹持长度的增加与实际夹持 长度的比值，以%表示。 试验步骤 

1、取纵向和横向各不少于5块试样并进行试样调湿和状 态调节 

2、拉伸试验机的设定：选择试验机的负荷量程，使断裂 强力在满量程负荷的30％～90％之间。设定试验机的拉伸 速度，使试样的拉伸速率为名义夹持长度的(20％±1％)／min。

3、夹持试样：将试样在夹具中对中夹持，注意纵向和横 向的试样长度应与拉伸力的方向平行。

4、试样预张：对已夹持好的试件进行预张，预张力相当 于最大负荷的1％，记录因预张试样产生的夹持长度的增 加值 

5、使用伸长计时：在试样上相距60mm处分别设定标记点(分别距试样中心30mm)，并安装伸长计，注意不能对试样有任何损伤，并确保试验中标记点无滑移。

6、测定拉伸性能：开动试验机连续加荷直至试样断裂，停机并恢复至初始标距 位置。记录最大负荷，

7、测定特定伸长率下的拉伸力：测定在任一特定伸长率下的拉伸力，精确至满 量程的0．2％。0 B P T f g

8、拉伸强度计算（1）拉伸强度 Tg —拉伸强度(kN/m)；Pf —最大负债荷(kN)； Bo—试样宽度(m)。2）延伸率 计算试样的延伸率以试样初始长度的百分数表示。伸长量可用钢尺人工 测读，或从记录曲线量取。延伸率ε按下式计算： 式中：ε——延伸率(%)； L0——名义夹持长度（mm）； L’0——预负荷伸长量（mm）；（预负荷为最大负荷的1%）ΔL ——最大负荷下的伸长量。100 0 ' 0   L L L  土工格栅条带拉伸试验  试验步骤

1、取纵向和横向各不少于5块试样并进行试样调湿和状态调节

1、拉伸试验机的设定：选择试验机的负荷量程，使断裂强力在满量程负 荷的30％～90％之间。设定试验机的拉伸速度，使试样的拉伸速率为 名义夹持长度的(20％±1％)／min。

2、夹持试样：将试样在夹具中对中夹持。

3、试样预张：对已夹持好的试件进行预张，预张力相当于最大负荷的1％，记录因预张试样产生的夹持长度的增加值

4、使用伸长计时：在分别距试样中心30mm处安装伸长计，注意不能对试 样有任何损伤，并确保试验中标记点无滑移。

5、测定拉伸性能：开动试验机连续加荷直至试样断裂，停机并恢复至初 始标距位置。记录最大负荷，6、测定特定伸长率下的拉伸力：测定在任一特定伸长率下的拉伸力，精 确至满量程的0．2％。土工膜厚度测定 

1、适用范围  1．1本方法规定了用机械测量法测定土工薄膜、薄片厚 度的试验方法。 1．2本方法适用于没有压花和波纹的土工薄膜、薄片。

2、引用标准  GB 8170数值修约规则 

3、仪器设备及材料  3．1基准板：表面应平整光滑，并有足够的面积。 3．2千分表：最小分度值O．001mm，

4、试验步骤  1）取样并进行试样调湿和状态调节  2）检查基准板、试样和千分表表头应无灰尘、油污。 3）测量前将千分表放置在基准板上校准表读值基准点，测量后 重新检查基准点是否变动。 4）测量厚度时轻轻放下表测头，待指针稳定后读值。 5）当土工膜(片)宽大于2 000mm时，每200mm测量一点；膜(片)宽在300～2 000mm时，以大致相等间距测量10点；膜(片)宽在100～300mm时，每50mm测量一点；膜(片)宽小于100mm时，至少 测量3点。对于未裁毛边的样品，应在离边缘50mm以外进行测量。 6）试验结果：试验结果以试样的平均厚度和厚度的最大值、最 小值表示，计算到小数点后4位，准确至0．001mm。土工格栅、土工网网孔尺寸测定 

1、适用范围  1．1本方法规定了土工格栅、土工网网孔尺寸的测定方 法。 1．2本方法适用于各类孔径较大的土工格栅、土工网，其他相同类型的土工合成材料。

2、定义  当量孔径：土工格栅、土工网等大孔径的土工合成材 料，其网孔尺寸是通过换算折合成与其面积相当的圆形孔 的孔径来表示的，称为当量孔径。

3、仪器设备及材料  3．1游标卡尺：量程200mm，精度O．02mm。 3．2其他：坐标纸、铅笔、求积仪。 4 试验步骤  1）取样：按本规程取样。并进行试样调湿和状态调节。 2）试样制备：每块试样应至少包括10个完整的有代表性的 网孔。 3）测试方法对较规则网孔的试样，当网孔为矩形或偶数多 边形时，测量相互平行的两边之间的距离；当网孔为三角形 或奇数多边形时，测量顶点与对边的垂直距离。同一测点平行测定两次，两次测定误差应小于5％，取均值；每个网孔 至少测3个测点，读数精确到0．Imm，取均值。 4）计算 （1）计算网孔面积。 对较规则网孔，按下列公式计算网孔面积：  三角形网孔： A=0．577 4h 2。 矩形网孔： A=h x h y， 五边形网孔： 4=0．726 5h 2。 六边形网孔： A=O．886 Oh 2。 以上式中：A——网孔面积(mm2)；  h——网孔高度(mm)。（2）对不规则网孔，用求积仪测出坐标纸上每个网孔两次 测描的面积，两次测量值误差应小于3％，取均值。 5)结果:按下式计算网孔的当量孔径，计算精确到O．1mm ： D e =2×√A/π 计算10个网孔当量孔径的平均值D e，精确到1mm。 梯形撕破强力试验  1 适用范围  1．1本方法规定了用梯形试样测定土工织物撕破强力的方法。 1．2本方法适用于测定土工织物的梯形撕破强力。 2仪器设备及材料  2．1拉伸试验机：应具有等速拉伸功能，拉伸速率可以设定，并能测 读拉伸过程中的应力、应变量，记录应力一应变曲线。 2．2夹具：钳口表面应有足够宽度，以保证能够夹持试样的全宽，并 采用适当措施避免试样滑移和损伤。 3试样制备  3．1取样：按本规程T 1101—2006的规定取样。 3．2制样：纵向和横向各取10块试样，试件尺寸见图T 1125—1。试 样上不得有影响试验结果的可见疵点。在每块试样的梯形短边正中处剪 一条垂直于短边的15mm长的切  口，并画上夹持线。 3．3试样调湿和状态调节：按本规程T 1101—2006中的第5条规定进行  4试验步骤  1）取样：按规定取样。纵向和横向各取10块试样，并进行试样调湿和 状态调节。 2）调整拉伸试验机：调整卡具的初始距离为25mm，设定满量程范围，使试样最大撕破负荷在满量程负荷的30％～90％范围内，设定拉伸速 率为lOOmm／min±5mm／min。 3）装备试样：将试样按照标准放人卡具内，使梯形试样的短边保持 垂直状态。 4）开动拉伸试验机，直至试样完全撕破断开，记录最大撕破强力值，以N为单位。 5）试验：按本规程分别计算纵、横向撕破强力的平均值和变异系数。纵、横向撕破强力以各自10次试验的算术平均值表示，以N为单位，计 算到小数点后1位， CBR顶破强力试验 

1、适用范围  1．1本方法规定了测定土工织物顶破强力、顶破位移和变形率的试 验方法。 1．2本方法适用于土工织物、土工膜及其复合产品。 2定义  2．1顶破强力  顶压杆顶压试样直至破裂过程中测得的最大顶压力。 2．2顶破位移  从顶压杆顶端开始与试样表面接触时起，直至达到顶破强力时，顶 压杆顶进的距离。 2．3变形率  环形夹具内侧至顶压杆边缘之间试样的长度变化百分率。 3试验步骤  1）取样：按规定取样并进行试样调湿和状态调节  2）试验机选取：应具有等速加荷功能，加荷速率可以设 定，并能测读加荷过程中的应力、应变量，记录应力一应 变曲线  3）试样夹持：将试样放人环形夹具内，使试样在自然状 态下拧紧夹具，以避免试样在顶压过程中滑动或破损。 4）将夹持好试样的环形夹具对中放于试验机上，设定试 验机满量程范围，使试样最大顶破强力在满量程负荷的30％～90 ％范围内，设定顶压杆的下降速度为60mm ／min±5mm／min。 5）启动试验机，直到试样完全顶破为止，观察和记录顶 破情况，记录顶破强力(N)和 顶破位移值(mm)。如土工织物在夹具中有明显滑动，则应剔 除此次试验数据，并补做试 验至5块。6）结果计算：分别计算5块试样的顶破强力(N)、顶破位移(mm)的平均值。顶破强力和顶破位移计算至小数点后1位，单选题 

1、土工合成材料的有效孔径O90表示（）A占总重90%的土颗粒通过该粒径 B占总重10%的土颗粒通过该粒径 C占总重95%的土颗粒通过该粒径 D占总重5%的土颗粒通过该粒径 

2、测定土工织物厚度时，试件数量取（）A10 B15 C20 D25 

3、测定土工织物的拉伸性能试验是（）A宽条拉伸 B窄条拉伸 C条带拉伸 D接头、接缝宽条拉伸 

4、土工合成材料有效孔径试验（）A水筛分 B干筛法 C渗透试验 D沉降分析试验 

6、下列属于土工合成材料的力学性能试验()A厚度测定 B有效孔径 C单位面积质量 D直剪摩擦特性 

7、测定土工织物厚度时，哪个压力不是规定压力（）A 2KPa B 20KPa C 200KPa D 100KPa B a A B D D 

8、测定土工合成材料常规厚度时，采用多大压力（）A 20KPa B 2KPa C 200KPa D 100KPa 

9、测定土工织物厚度时，加压力后多久读数（）A5s B10s C20s D30s 

10、下列哪个指标表征土工织物孔径特征（）A孔径 B有效孔径 C渗透系数 D通过率

11、当土工合成材料单纯用于加筋目的时，宜采用（）A土工织物 B土工膜 C土工格栅 D土工网

12、土工网的拉伸强度是以（）A单位横截面面积的力表示 B单位长度的力表示 C单位宽度的力表示 D单位厚度的力表示 B D B c c 13土工合成材料拉伸试验，用伸长测量名义夹持长度是指（）A试样在受力方向上，标记的两个参考点间初始距离 B夹具的夹持部分长度 C两夹持部分长度 D两夹持初始间距 14土工合成材料拉伸试验，用实际夹持长度是指（）A两夹具夹持部分长度加上预负荷伸长 B名义夹持长度加上预负荷伸长 C夹具夹持部分长度加上预负荷伸长 D两夹具夹持初始间距加上预负荷伸长

15、下列属于土工合成材料最基本的力学性能指标是()A刺破强度 B撕裂强度 C抗拉强度 D顶破强度 a B c 判断题 

1、土工合成材料单位面积质量指单位面积的试样，在标准 大气条件下的质量测定（）

2、土工合成材料单位面积质量的单位是g/m3（）

3、土工合成材料的拉伸强度是试件被拉伸直到断裂时每单 位长度的最大拉力（）

4、土工合成材料的伸长率是对应于最大拉力是的应变量（）5《公路土工合成材料试验规程》中规定宽条拉伸试验，试 样宽度为50mm（）

6、土工合成材料的直剪摩擦试验用的土为标准砂土()

7、土工合成材料的垂直渗透性能试验采用恒水头法（）

8、O95表示95%的标准颗粒材料留在土工织物上（）正确 错误（g/m2）错误（宽度）正确 错误（200）正确 正确 正确

9、土工合成材料宽条拉伸试验属于土工合成材料的耐久性 能试验（）

10、土工织物厚度是在无压力条件下，正反两面之间距离（）11.土工织物渗透性试验的水温必须恒定在20℃。（）12.土工织物试验前，应在温度为20±2℃，相对湿度90％ 以上和标准大气压的环境中调湿24h。（）13.土工织物厚度测试时的压力值一般为5kPa。（）

14、土工合成材料送检样品应不少于1延长米（或2m2）。（）

15、土工织物用作反滤材料时,要求土工织物能阻止土颗粒 随水流失,土工织物具有一定的透水性 错误 力学 错误 规定压力 错误 错误 错误 正确 正确 多选题

1、土工合成材料一般由下列几类组成（）A土工织物 B土工膜 C土工复合材料 D土工特种材料

2、测定土工织物厚度时，压力等级为（）A2KPa B20KPa C100KPa D200KPa

3、下列材料不适宜用恒水头法测定垂直渗透性能的是（）A土工膜 B 土工格栅 C复合排水材料 D土工织物

4、下列属于土工合成材料物理性能试验的是（）A厚度试验 B拉伸试验 C垂直渗透 D单位面积质量

5、土工合成材料在进行力学性能指标测定时，试验为单向受力 的是（）A刺破强度 B撕裂强度 C抗拉强度 D顶破强度 ABCD ABD ABC AD bc

6、土工合成材料的拉伸试验主要有哪几种方法（）A宽条试验 B单筋、单条拉伸 C窄条试验 D都不对

7、土工合成材料不适合用条带拉伸法测拉伸性能的是（）A土工格栅 B土工织物 C复合土工织物 D土工加筋带

8、土工合成材料适合用宽条拉伸法测拉伸性能（）A土工格栅 B土工织物 C复合土工织物 D土工加筋带

9、测定土工织物有效孔径的方法有（）A干筛法 B湿筛法 C沉降分析法 D滚搓法

10、土工合成材料的主要力学特性有（）A蠕变特性 B耐久性 C拉伸特性 D撕裂强度

11、土工合成材料在公路桥梁工程的主要应用有（）A护坡 B调节刚度 C临时道路 D柔性路面结构层 AB BC ABC AB Acd ABcd

12、公路桥梁工程对土工合成材料的主要要求有（）A过滤、排水 B隔离 C加筋 D防渗

13、用于路堤加筋的土工合成材料，宜采用（）A土工织物 B土工膜 C土工格栅 D土工网

14、土工合成材料在交通工程中的应用有（）A改善道路 B无沟槽管道维修 C水土保持 D桥梁加固

15、关于土工织物的孔径，说的正确的是（）A是水力学特性的指标 B反应它的过滤性能 C评价土工织物阻止颗粒通过能力 D反应土工织物透水性

16、土工合成材料的垂直渗透性能试验，说法正确的是（）A主要用于反滤设计B用 于确定土工织物的渗透性能 C只适用于土工织物及复合土工织物的渗透性能的渗透性能测定 D以上都不对 ABcd Acd Abc ABcd ABc

17、土工合成材料在进行力学性能指标测定时，试验为双向受 力的是（）A刺破强度 B撕裂强度 C胀破强度 D顶破强度 Acd 简述题

1、土工织物厚度测定方法

2、土工织物有效孔径测定方法

3、土工织物宽条拉伸试验

4、土工织物厚度垂直渗透试验（恒水头法）

5、土工织物单位面积质量测定

第五篇：土工合成材料在我国的发展

[浏览534次回顾土工合成材料事业在我国的发展

数]

现对我国土工合成材料技术的应用与发展，进行一次较全面的回顾。回顾过去是展望未来的必备条件，所以仅凭着编者个人的回忆，难免不会出现差错，希鉴谅。现以条文形式，大体分为初始阶段、发展历程和与时俱进三个部分来表达。

1．上世纪70年代末80年代初

杜邦公司赠送铁科院土工织物被引用于铁道基床防治翻浆冒泥，试点达30多个。

黑龙江省将土工织物用于分散性土地区的水利工程； 吉林省、河北省将土工织物用于病险库土坝处理(反滤)；

辽宁省除将土工织物用于病险库处理之外，还应用土工膜在季节性河流上进行截潜灌溉。

这些都是我国农田水利工程中应用土工合成材料的先驱。

2．上世纪80年代初，江苏泰州地区南官河上，第一次引用土工膜袋护坡和无锡市第一毛纺织染厂研制模袋成功，是我国推广应用土工膜袋的基础。由于其整体性强、有利于水下施工，且施工速度快、工程质量便于掌控等特点，在水利、水运工程中，在缺少石料和运输条件下，有许多适用之处。但由于膜袋的成本较高，成了推广应用中的主要障碍。1998年三江特大洪水之后，人们对于膜袋使用的优点有所认识，与传统的护坡护底相比，知道了它们之间的真正贵贱，加之国外(澳大利亚)趁机的宣传，所以此后几年土工膜袋在我国的应用形成了一个高潮，生产厂家也迅速猛增，并出现辽宁大洼平原水库用量最多的护坡工程。然而企业间只顾价格上的竞争，忽视了质量和对产品应用优势的发展，反而造成了工程使用中的负面影响，也是导至不能持续大规模应用的教训。

3．天津新港北疆东突堤扩建工程最早大量使用塑料排水带，对软基进行真空预压处理并获得成功，对以后的软基处理中推广应用起到了关键作用；尤其是在国家沿海最先宣布的14个开放城市建设中，几乎都发挥了软基处理非常主要的作用。

4．上世纪80年代中期，我国公路建设速度比较慢，尤其是三北地区的无铺砌路面或经过一冬春尚未正式修建路面的公路，很多地段均发生翻浆冒泥现象，严重影响交通。针对这一弊病，辽宁省锦州市公路局，首次采用针刺土工织物，铺设在路面下50-60cm处，有效地阻止了冰冻期毛细水地向上转移，使路面下50-60cm厚的路基(压实)土的含水率保持基本稳定，不会在顶层形成大量冰结晶体，从而也不会在春暖时融化翻浆。这是一种不以保温方式来解决工程冻害的措施，效果出奇地好，随后在东北、华北几个省区都有所推广。严寒地区的新建铁道也有所效仿。

5．广西田村水库和甘肃夹山子水库是我国高坝大规模应用土工膜防渗的范例，前者主要解决了当地缺乏合适填料问题，后者包括坝体和砂石库区都需要防渗，实践证明是非常成功的，也同时取得了施工方面的经验与教训。为以后的防渗工程，特别是水头较大的防渗工程打下了应用基础。土工膜防渗的效果关键在工程全面的施工质量，国内外的实践都说明这一点。

6．河北省涿州市的人工湖和北京市的团结湖是我国应用土工膜防渗比较早的休闲水景设施；山西太原晋祠内的养鱼池也是应用土工膜防渗比较早的人工设施。此后又在山西榆次、河南的郑州、河北的廊坊、辽宁的沈阳等很多城市修建了人工湖和社区间的水上景观。其中用量最大的是近期济南市郊新建的人工湖，土工膜用量达150万m2。

7．我国第一条高速公路京津塘的天津至塘沽45km的全部，几乎都采用了塑料排水带加堆载(路堤)预压和土工织物的技术，获得了肯定效果；为以后的众多高速公路建设中，特别是东部及沿海地区道路的软基处理打下了基础；它与粉喷桩、砼搅拌桩等方案方案相比，多种情况下具有一定的优势。

8．上海市宝山陈行水库是我国首次采用大管袋充灌技术筑坝，并取得了多、快、好、省的突出效益。此后又在上海的船坞工程和金山湾化工基地用作围海筑堰(埝)的同时，积累了十分宝贵的经验；这些实践为管袋充灌技术的推广起到了非常积极的作用。

9．陕西公路界应用加筋带修建挡土墙和重庆市沿江的加筋土路堤，是我国加筋土工程的先锋，虽然都是从应用加筋带开始，但墙体填土和高度都是不一般的。表明了我们的工程师勇于实践的精神是很可贵的。对以后逐渐使用单向拉伸格栅筑挡土墙打下了很好的基础。

10．上世纪90年代土工网的陆续出现和协会1993年宜昌第一次加筋土会议之后，我国在扩坡工程方面有了较大的发展；同时由于土工网的结构形式与双向土工格栅相似，曾有一个阶段以土工网代替了双向土工格栅用以地基加固；而在较短时间内，土工网进口设备竟达8条生产线之多，有一定促进性，但对国外主要用于平面排水这一功能没有认真领会；同时由于三维网的出现和双向格栅的国产化，很快土工网的应用即日落西山，也暴露了引进项目的盲目性与重复性。

11．新疆石油开发第一次应用土工织物在沙漠地区多、快、好、省地修建了250多公里通向塔克拉莫干(死海)的公路，至今已正常运行近10年，为我国沙漠地区的交通工程树立了典范。目前正在快速修建第二条大沙漠公路，将为西部开发作出更大贡献。

12．秦(皇岛)沈(阳)客车专用铁道，是我国第一条全面采用土工合成材料技术修建铁路的实例，很多有关院校和科研院所都参与其子课题的研究，并且自始至终参与观测、分析和总结，获得了实实在在的、系统的经验和教训，为以后的客车专用线建设作出了示范。铁道的高速与路基的变形很有关系，但与机车性能乃至钢轨也不无重大关系，对我们而言要解决的是通过土工合成材料技术保证地基变形稳定。这在今后200km/时以上行车速度的铁道建设中会逐步得到体现。

13．长江在湖南和湖北境内的航道整治，是水运工程应用土工合成材料技术的首例；较早之前长江航道局科研所和湖北长江航道管理处的工程人员就十分致力于应用土工织物软体排和充填丁坝、顺坝技术来防冲、清淤，改变水流态势的探索；为长江航道工程建设所广泛重用，并在较短时间内取得了突出效应。

14．吉林省水科所针对化纤土工膜袋的许多优点和比较贵的缺点，刨造性采用编织物缝制成简易膜袋，在嫩江护岸和土坝护坡上应用，既凸显出它的经济性，又反映出它的优势。但是它不宜利用机械充灌和水下施工，所以用起来有一定局限性。

15．上世纪80年代，在“土工布”的名字响彻全国市场的时候，在岩土工程界注视到其反滤排水功能的时候，国内的机场、尾矿坝、粉煤灰库、自来水厂、隧道、地铁、球场等一些相关的工程，也纷纷开创试用，一般都获得较好的效果。其中尤以蓄水池及地下工程底板下的抗浮(拨)措施最为凸显，用土工布包裹砂石排水，可顺畅降低扬压力，比采用抗拨桩等方案要快、要省得多。

16．南京工程兵学院与舟桥部队曾为克服黄河滩地道路泥泞合作过课题研究，以土工织物复合排体攻克过辎重车快速抢过滩地渡河的难点，取得了成功。但毕竟限于粉土性的黄河滩地，且是相当临时性；而华北油田橡塑技术研究所，为配合浅海石油开发，在潮汐带滩地上主要依靠土工织物和土工格室的技术，经过潮汐的考验，完全满足了一定范围内多井开发的运输要求。

17．江苏省江都市，是我国在水闸前设置土工织物软体排防治闸前海漫受冲蚀的典范，他们曾多年观测，对其效果和耐久性都给予充分肯定。以后在江苏境内的长江边沿，也有用于防治冲蚀的。河北省张家口地区除用作软体排之外，还应用常州产防老化编织土工布，筑砂石丁坝、顺坝，虽然裸露在外，但经10年的汛期考验，其织物强度尚保持在60％以上。后来在河北唐山滦河下游等地，也有应用。

18．河北张家口地区应用编织土工布，挂在河槽断面的短桩上(高约1m)，用于汛期抬高水头，自动引水上岸进入灌溉渠道。虽受地形限制，但适用的地方非常受欢迎。

19．自从福建省水利部门针对汛期闽江大堤背后发生管涌、流土、潮泽化的问题，创造性地采用了在迎水面坡脚处，垂直开槽铺土工膜防渗的办法，取得很好的效果。以后在山东、江苏、辽宁等省陆续采用，并纷纷对开槽设施进行改进创新，使铺膜深度最大达到16m左右。1998年三江特大洪水之后，在江堤工程中为防止管涌而有所发展。

20．软式透水管和方便面式排水块的出现，是岩土工程中条带状集中排水的好方法、好设施，但由于初期都比较贵，难以推广；随着我国市场经济的不断发展，生产企业增多，竞争机制一形成，应用起来就没有“过贵”的顾忌。它们在高速公路的隔离带及一些地下工程等建设中发挥了很大的作用。软式透水管有全方位排水、无须再加滤层，以及运输、接头、三通等安装优势，目前应用较广。

21．上世纪80年代中期，国外公司与协作网合译了分层加筋法的资料给大家；我国第一次采用编织土工布，于北京亚运村安慧立交桥，修筑分层加筋式桥台(16座)，高度的达4m以上，垂直立面；预制桥面板操直接搭在加筋土体的砼枕上。后在海南岛的海口市，又有用分层加筋法修建世界首座加筋土桥墩。这两个首创工程至今运行情况良好。在江浙一带高校中，开展了与此有关的摩擦和拉拔试验仪的研制。

22．随着我国成立初期，对东北的丰满和桓仁水库混凝土坝裂缝，以表面防渗处理取得成功后；上世纪九十年代河北省的秦皇岛温泉堡水库碾压砼薄壳拱坝，又第一个应用复合土工膜作表面防渗设施；并且很快即验证了用与不用的区别。后经全面补设(增高)，至今效果良好。淮南煤矿为了减少巷道排水量，将相关河道采取土工膜防渗，也受到很好的效果。核四院对于高碱性尾矿的填埋，对土工膜的材质进行过应用研究，试验证明对PU值小于12的尾矿，用PE膜是可行的。

23．在不少防渗工程中，排水应是同时分不开的。特别是地下水位较高的地区和地下工程等都必须加以认真考虑。山东引黄济青工程是用得比较早的工程，京广铁路复线大瑶山隧道也是其中之一；各地垃圾填埋场、北京市地铁等也都在应用防渗设施之时应用了排水设置。近期在南水北调和济南人工湖湖底防渗中，也应用了新型排水阀设置；它们基本反应了我国在这方面的进步过程。

24．成都到达县的铁道，是大部分穿越山区的新线，铁道设计二院的工程师们，考虑到雨水及地下水对路基土的软化及翻浆冒泥问题，除加强各种排水设施外，还第一次在路床上下，铺设防渗复合土工膜，实践证明效果非常凸显。经过铁道部门的观测总结，现已大面积推广应用；近期又有所发展，用膜与排水网相复合，来增强膜上排水能力，进一步保证基床稳定。公路、市政工程以及其环境和条件相类似的工程也已在推广之。

25．在南(宁)昆(明)铁路上，有不少膨胀土分布，设计人员考虑到雨后膨胀土路堤的稳定性，而用土工网分层水平铺设，进行边坡加固；经过几年的运行证明，在连续降雨后，反映出(例如百色地区)用与不用而获得稳定与发生滑塌(坡)的不同；而这两个地段是紧相连的。

26．万泉河在汇入博鳌河时，应用三维网植草护坡防止冲刷获得成功；先后两次经受过较大洪峰及上游水库同时泄洪的考验，没有再发生未设防前的冲刷破坏。此后这种技术措施，在博鳌国际会议中心附近的海边及宜昌长江岸边，又发挥了同样的作用。总结其经验是，网与草的密切配合和草比较高(50cm左右)，形成了以柔克冲、以网保土、而不受淘刷的威胁。

27．哈尔滨市郊用袋装砂被(厚10cm左右)，治理哈尔滨市的“龙须沟”，他们认为既减少了淤泥的清理量，治理了污染，又保护了河坡的稳定及整个河槽的生态问题。编注：土工织物夹薄层中细砂做成类似GCL型式的垫子，在国际上也是早有的；它是针对缺砂和砂体易流失的情况而制作的一种材料；有其适用的地方与一定的条件限制。所以至今尚未发现有更多的实例。

28．80年代末，海河水利委员会以织造和针刺土工织物，预制成双抗洪抢险的各种排体，用在堤防或岸坡的迎水、背水面，可以迅速地防止冲刷、塌岸，散漫和管涌等险情；为国家防汛办所公认，并编入《土工合成材料工程应用手册》。实际这比织物袋替代草袋还要早；1998年我国三江连续发生特大洪水时，土工合成材料在抗洪抢险过程中再次发挥了很大作用，一些场景是国人有目共睹的。过后朱熔基总理也在外界建议的同时，就土工布作出了批示；并引起经贸委及有关职能部门的高度重视。当总理作出第二次批示后，我们协会向总理直接做了我国土工合成材料发展的书面汇报，具体告之国内产品和应用已具有一定规模(以后又有一次)。当然这也是土工合成材料进—步快速发展的大好机遇；各行业在宣传推广应用中的热情也空前高涨，建设部、水利部、交通部、铁道部在协会会员的参与下，用较短时间制订了全国及行业的应用技术标准和规范(共七本)；质量技术监督局、轻工、纺织等部门也统一制订国家产品标准。与此同时，水利、交通、铁道部门都组织了应用土工合成材料的示范工程，组织了宣贯标准学习班，并组织了检查、验收和鉴定。而这些都是在经贸委统一领导和部分拨款下进行的，最后以国家经贸委为主拿出了整个总结。这是有关我们事业发展过程中的一件大事！

29．自国产塑料拉伸格栅问世之后，单向格栅曾因材质的不同而引起“蠕变”问题的争论，但是都忽视了无论哪种材质，都必须重视其强度、变形和融熔指数的配方问题；只有这样，才能在一定的机械和工艺条件下，做到蠕变性最小。然而人为地扩大了PP与HDPE两材质的区别，起初有人提出PP的蠕变折减系数过分偏大，后来又因忽略了配方和工艺的改进，实际HDPE的强度与蠕变之间也不匹配，致使单向格栅的设计强度标准越做越大。一个不高的挡墙，竟要求格栅的强度达120KN／m，有的甚至要达到180KN／m以上。却忘记了分层布设筋材，本身的应力状况和允许的变形是多少，造成不切实际的浪费；也形成了片面追求单肋强度，而忽视结构效应和格栅与土之间的相互作用问题。于是各式各样的格栅应运而生，给工程设计人员眼花暸乱。目前这种现象仍在蔓延，有的不论软基性质，想以超高强双向格栅处理之，完全忽视了排水固结的基本要素，这是欠科学的。应当承认企业的积极性和对加筋材料发展的贡献；但是各种格栅都有其不同的特点和特征；也都有其相应的应用条件和环境(如不同填料。具体说塑料拉伸格栅、经编格栅、玻纤格栅、钢塑格栅，都有它们各自的优缺点，也就是有各自适宜的使用条件，不能随意相互替代。

30．1998年大洪水之后，模袋的应用曾形成高潮，其中澳式模袋因结构(连接)的不同，适宜充灌厚度在15cm以下的水泥砂浆，从而具有做铰链型、框格型、滤点型模袋的特点。特别是宜于水下大面积充灌及大面积连续铺设、连续浇筑、经过缝合而无接缝，并具有表面平整、凝固后无裂缝、充灌率高等优势。广东的东江、西江等都有用于防止江堤、江岸和江底冲刷的。但售价较高，不实行国产化恐很难推广。

31．土工合成材料的出现，也使屋面防渗引起了一场变革，起初是针刺织物加改性沥青，替代纸质沥青油毡；后又进一步发展到高密度聚乙烯复合土工膜防渗，不仅结构简单、省钱、更利于检查保养，而且经久耐用；已从黑龙江等省向全国各地扩展。现在房屋建筑的节能、保温又提到议事日程，已有工厂在配合建筑业进行这方面的试验研究，预计屋面(顶)保温与屋面防水将对合成材料的应用起到进一步的促进作用。

福州大学采用土工织物碎石桩作为房屋建筑地基的处理，开创了桩基工程应用土工合成材料的先例，实践证明对于不太高的楼层而言，其承载能力与沉降变形是能满足要求的。上海等地在桩位间或建筑物之间插入袋装砂井或排水带，能有效减小打桩发生的孔压和拥土现象，避免对周围建筑物的影响。深基坑开挖中及时对围桩之间垂直铺设土工布既利于排水，又能防止砂性土体坍塌。

32．扬州市古运河上的垂直加筋土岸坡是我国水利工程中比较早的加筋土挡墙，也是国内比较早的应用预制弧形模块和插屑(玻纤合成)结构的工程。它与对岸的堆石、砌石岸坡相比，在经济上和施工速度上有很强的优势，并在保护环境、少开山取石等方面形成了显明的对照。

33．自河北廊坊应用编织土工布预加应力铺设于公路加固路面后，经编格栅在江苏、浙江问世，起初并不引起广大工程师们的认同，经过节点结构的改革和外包层的处理，方才引起应用者的注意。特别是玻纤和涤纶经编格栅，在耐高温、抗低温和铺设服贴等方面的优势，在沪宁高速镇江段首次试用后，多数用于公路路面防治反射裂缝；也有取材于材料的高强和易于平整性，而作为复合制品或替代双向塑料拉伸格栅使用。今后在大规模公路建设中仍有较大的用量。

还有以化纤编制成立体形的植被网，在江苏常州、南通问世之后，在多雨的丘陵或缓坡地区使用，也显示出一定的优势；它比东南亚国家所用的黄麻绳网护坡植被，更具优越性。

34．我们的环保工程是由边坡的防护结合绿化开始的，接着是垃圾填埋，以经济发达比较早的深圳、北京、上海开始，应用土工膜作为填埋场防护，后逐步在全国普通应用：并进一步发展到土工织物膨润土垫(GCL)和用土工膜两层来防渗；这可以说是我国环保工程发展的里程碑。目前GCL在北京市等地已扩大应用到河流湖泊及地下工程中。

35．冰上沉排在我国东北三省都有过使用和尝试，都获得了成效；其中尤以第二松花江的冰上沉排次数多、规模大。水利部东北院考虑到冬天枯水季节，江上冰厚水浅、农闲有劳动力等特点，对易冲刷的位置在冰上布设缝制好的土工织物排体，然后在预设部位压载适当块石，并同时沿择体的三边线(上、下游与辽内侧)破冰沉排。这是一项技术与经验并重的工程，排体下的冰块绝大部分可在沉排的同时窜出水面，而使整个排体准确地服贴到江底设计位置。从而比汛前的水上沉排或水下施工，做得更快、更好，更省。

36．随着大规模工程建设中的软基处理，塑料排水带的用量日益俱增，排水带的产品设计和施工也不断改进。针对打设速度慢，改进了打设机械，可以做到一次插入多根，效率提高几倍；针对打设深度弄虚作假，最终改进了自主测深；针对国外羡慕我们的带芯，而改进了外包滤膜，促进了出口创汇。目前质量过次的排水带已逐步遭到淘汰。

37．在潮汐海滩中利用大管袋充灌围堰，常遇到合拢和必须抢速度，或对堰身进行防冲和产生负压倒吸的问题。天津港在管袋充灌围堰中，采用模袋沿堰身成马鞍形布设，并迅速浇筑，这会在做到及时防冲的同时，又能使模袋充灌后做到与软基、堰身整体变形的相对适宜性。此外对管袋就地充灌填料颗粒偏细的问题，采用人为掺砂促固结，或加水泥促凝固的办法，也是成功的尝试。

昆明滇池为解决环保清淤的堆场问题，由合力通公司用国外特种织物缝制的大直径充灌袋，经多次试验研究，能够使粒径小于0．075mm、含量大于80％的淤泥充进去，只排水、不漏土；从而形成由1．3m高的围埝清淤堆场。不仅完全免除了远处开山取土、取石(护坡)和运输、破坏自然环境，而且还减少了充灌围堰后的清淤量，围埝更适应地基变形。这可以算是解决应用条件十分苛刻的精典之作。

38．引额济乌(包括至克拉玛依及沙漠地区)工程创下了输水渠道土工合成材料用量之最以后，又迎来了南水北调中线方案设计的大用量。前者虽然整个处于西北严寒地区，但由于渠道主要用于季节性引水，第四季度输水即已停止；所以后者的华北段，保温问题反比前者更为重视。除去设保温层之外，还对外表保护层的建筑缝加以周密的防水设计，使其为脱离因水的冻胀破坏提供了双保险。

39．长江口深水航道的整治是我国水运工程应用土工合成材料的一个里程碑，在设计方案上，施工机具及方法上及所有材料制备上，都有所创新的记录。也可以说是我国应用土工合成材料技术以来节省造价、缩短工期最多的工程。参与的专家、工程师，边研究、边改进、边实践的科学作风和实干精神是值得学习的。

40．在高原严寒地区修建青藏铁路，对于冻土问题基本分两种，一种是多年冻土部分，所要应对的是，如何保护基土土温不上升，保持冻土层处于长期(冻结)稳定状态；另一种是海拔相对比较低，最低气温相对比较高，地层有随季节变化而发生较大差异的部分，所要应对的是如何使路基、路堤，在季节温差发生较大变化时，减轻冻融病害，保持稳定。其中相当多的措施是，采用各种土工合成材料技术所发挥的综合作用。实践证明，其成效在国际上也是少有的。

41．新疆建设兵团所开创的滴灌机具和设施，是农田水利工程中一项节水灌溉的上好佳作，这种合成材料制品还完全符合了经济实用和易操作的原则，在雨水稀少的干旱地区容易得到推广。浙江省的吕伟元先生是纺织行业的专家，却十分热爱土工合成材料事业，他在推动西北缺水地区的水窖工程贡献了力量。

42．自上世纪90年代天津一家(军工)企业参与研制膜结构材料之后，开启了协会内关于高强合成膜应用的序幕。辽宁省水科院依据橡胶坝的原理，在中小型水库的溢洪道上，以高强膜结构可以自由立闭、倒放的灵活性，无形中多拦蓄了几万方以上的水，大大提高了灌溉效益。后来纺织和轻工部门又引进国际先进经验，以玻纤织物与四氟乙烯塑料相复合，制成具有各种优点的膜结构材料，广泛用于大跨度的建筑物或街道、旅游区的挡风避雨点；在北京奥运会的体育场馆也有应用之处，是一种颇有前途的结构材料。

43．圆明园湖底采用土工膜防渗，这本来是一件很正常的工程设计，在施工过程中，却被一些高人和媒体炒得沸沸扬扬；借清理现场，砍伐了灌木，借土工膜下透水会影响地下水及自然环境，借高分子塑料的成分有污染水质之嫌等罪名，大有一杠子打死在世界上已发展40年左右的新生事物。加之当时国家的环保部门也参与其中，给我国的土工合成材料事业造成很大的压力，给一些正在或将要应用的工程带来负面影响；使土工膜的应用受到较大的挫折。但是科学的东西是不怕随意攻击的，实践才是检验真理的唯一标准，在协会广大会员的积极反应下，在许多业内老专家、老教授的参与下，写文章、讲道理、驳斥反击，先后达10多篇；并举出既改善了环境又获得成效的人工湖应用例证达几十处之多。相反他们在大小多次的听证会上，拿不出一个负罪(面)的人工湖名称，都是在哪里猜想、推论、空谈。尽管我们协会的内部《通讯》影响范围很小，但阅读者除平常会员外，还有我们的顾问院士们，各有关部的部长、司长们和相关社团及刊物出版社；他们不仅对土工合成材料有认识，而且接触、参与、领导或研究过工程与材料，对土工膜的应用是认知的、赞同的。连圆明园管理处也在网站上闻讯来电求知；最后所谓委托某高校再次论证的实情是什么?虽然不太清楚，但后来吉林省一次真正的环境污染大事，有人被免职，则是人人皆知的。

44．关于防止蒸发、净化水源在我国也有尝试和进展，利用合成材料的整体轻质的特点，设计成条块结构形式，一种是水平漂浮在水面上，起防止蒸发的作用。一种是垂直半潜半浮在水中，但入水深度要靠排架来控制，并做到基本不阻水流，只吸附水中杂物；特别在无一定流向的人工湖泊、池塘中使用，有很好的净化作用。

45．防渗与排水已用于屋顶绿化，西方国家在发展，我国上海等城市也有在尝试。这是在屋顶上首先铺设2-5cm厚的防渗、扩面(保护)及平面排水结构物，然后铺有一层4-12cm厚的培养基(主要为透气而松软的沃土及少量肥料)；最后种植绿化植物或花卉。对我们来说是提供防渗和排水，但对绿化而言，要依据当地的气候及屋顶结构条件而定。颇有前途。

46．我国是一个煤炭资源大国，广泛用于发电和生活及工业燃煤，为了保护环境，现在要求燃煤脱硫，摆脱硫的污染，但经脱硫工艺所排出的烟气湿度大，在雾状的烟气排出过程中，仍含有一定的腐蚀性，对砼或砖质烟囱易产生较强的腐蚀。这在河北、四川已有用特种合成材料，内衬烟囱壁进行防腐的策划；并已制订出必要的施工程序和规定，使广大电厂的已建烟囱得以按筹划实施和改进。此外在电厂的吹灰管道内，防结垢、保耐用；在石油管道和输水管道的防腐、保温等方面，也都有大量应用合成材料的地方。

发展中一些标志性的工程和典型还有许多，一时不易全部回顾周全，例如上世纪80年代中期云南曲靖与南科院合作，在麦子河水库应用土工布替代砂砾石反滤料，是很典型的带头工程。后来他们又以桩膜围堰的方式，于库区准确地探测出喀斯特溶洞，并以土工膜加以处理。

土工合成材料，又称“土工布”、“土工织物”，它是以合成纤维、塑料、合成橡胶等 为原料制成的不同种类产品，使用过程中具有分离、加固、排水、过滤、防护、防渗六大基 本功能。国外在三十年代就开始了使用，迄今其产品从单一纺织品发展到其它合成材料及其 复合材料。现在土工合成材料已被称作与钢材、水泥、木材齐名的“第四种工程材料”，并 广泛的应用于岩土、水利及土木工程等领域中。1 土工合成材料的种类及应用

土工合成材料种类很多，一般按功能及生产方法分为四大类，即土工织物、土工膜、土工复合材料、土工特种材料。下面概述几种土工合成材料的特点及应用。

1.1 机织土工布

是我国使用最早的一种土工布。现我国使用较多的机织布材料有长丝机织布和扁丝机织 布两种，材料以聚丙烯为主，单位重量一般为100～300克/平方米。它的应用以制作反滤布的 土工模袋为多。机织土工布具有强度高、延伸率低的特点，广泛使用在水利工程中，用做防 汛抢险、土坡地基加固、坝体加筋、各种防冲工程及堤坝的软基处理等。其缺点是过滤性和 水平渗透性差，孔隙易变形，孔隙率低，最小孔径在0.05～0.08 mm，难以阻隔＜0.05mm 以下的微细土壤颗粒；当机织布局部破损或纤维断裂时，易造成纱线绽开或脱落，出现的孔 洞难以补救，因而应用受到一定的限制。

1.2 经编土工布

用经编机生产经编土工布的方法较少单独采用，经常与其他方法联合使用，如将经编布 与非织造布交织形成纤网型缝编土工布，也可与纸带一起编织成可降解的经编土工布。经编 土工布主要应用于排水沟、水坝或烟筒过滤，无中间层的海岸保护，阻截自流水压，加固垂 直地面、倾斜面和堤岸基层等。

1.3 非织造土工布

非织造土工布的出现比织造土工布晚，其生产方法主要有纺粘法和针刺法两种，其中针 刺法在我国所占比例较大。采用的原料以涤纶为主，其次是丙纶和维纶，单位重量为100～800克/平方米。非织造土工布具有较大的延伸率，能适应较大的变形，可以根据需要制成适当 大小的孔隙，并在水平与垂直方向均具有较好渗透力。因此，非织造土工布的发展速度很快，并已成为土工布的主要组成部分。现已广泛应用于解决路基沉陷及翻浆冒泥问题，用于土 石坝的排水系统、地下排水管道、软弱地基加固，各种堤岸的护坡垫肩等工程的滤层。此外，还可用于土加筋材料，使软基加固或修筑轻型挡土墙，同时，还能降低路堤下的孔隙水压。

1.4 土工格栅

我国以聚乙烯材料为主的塑料土工格栅居多，它是将高聚物薄膜经有规律的刺孔、加热，然后在一个方向拉伸，使高聚物中大分子链沿拉伸方向取向，并获得单轴向格栅。也可继 续在另一方向拉伸，得到双轴向土工格栅，使两个方向都有较高强度，土工格栅主要应用于 软土基础加固及护坡、护堤等工程中。

1.5 复合土工布

复合土工布是由两种或两种以上不同功能、不同种类的土工布及其他材料复合而成，复 合材料可以是纺粘或针刺型非织造布、机织布、聚乙烯薄膜、塑料网、塑料管等。其生产方 法主要有以下两种：(1)机械方法：采用针刺复合和缝编工艺技术；(2)热熔粘合法：采用超 声波粘合及热轧粘合技术。复合土工布在我国应用较多的是复合土工膜和塑料排水管，可应 用于软地基和地基下具有坑洼的路基，堤岸的增强，路边排水，桥座和挡土墙下排水，蓄水 池、废物处理池的密封层，传统沙石层排水系统的替代等。复合土工布在原有单层材料基础 上使其性能得到很大改善，如层压后的土工布力学性能得到很大提高，机织布与非织造布经 针刺复合后的过滤性能得到改善等。国内土工合成材料应用现状及存在问题

2.1 应用现状

土工合成材料在我国的发展较晚，大约在60年代中期开始，机织土工布应用于河道及涵 闸工程。80年代初，非织造布始在铁路工程和水利工程上试用，截止到1986年，我国累计土 工布总产量约100万平方米。进入90年代，土工布应用发展更快，1992年机织土工布耗用量 达9000多万平方米。1998年发生特大洪水，编织布用量已超过1亿平方米/年。非织造土工布1995 年耗用量达到6500万平方米，至今其使用量也已超过1亿平方米/年。目前，土工布在我国应用 规模较大、效果较好的有以下几方面：

(1)水利工程建设方面。江苏省采用土工布对沿江沿海堤坝进行加固，这些航道、河道 护坡成功地经受了1998年的特大洪水侵袭的考验；河北省黄壁庄水库下游减压进井冒浑水，采用土工布封堵后，在1998年特大洪水冲击下没有出现险情；天津北塘水库使用土工布后，工程质量明显提高；我国最大的水运工程长江深水航道疏浚工程，在工程设计中决定试用土 工布构筑导堤，经试验段测试，取得了其他材料难以达到的良好效果。另外，上海陈行水库 工程、江苏太仓中远国际城等工程也均采用了土工布。

(2)公路建设方面。我国公路建设使用土工布现还局限于高速和等级公路，使用规模较 大的工程有东北锦大公路、浙江杭甬高速公路、广州环城高深汕高速西段、上海沪宁高速公 路等。

(3)铁路建设方面。我国铁道部门从1981年开始采用土工布处理路基损坏及其他问题，如用在京九铁路建设中的地基处理与边坡加固、京广铁路翻浆冒泥的整治、上海地铁二号线 龙东路西段工程等。

(4)环境保护方面。土工布在环境工程方面的应用比例还不很大，但在垃圾场及废水排 放治理等工程中的应用会越来越多。至今，我国土工布在环保方面应用较多的是在贮尾矿和 灰坝的处理，如上海外高桥电厂、嘉兴电厂、上海石洞口电厂的灰坝、铜山尾库矿等工程中。

2.2 存在问题

土工合成材料在我国从试验、生产、试用到大工程应用，已有近20年历史，虽然在应用 上已有一定的广度，但和我国基础设施的巨大规模相比应用比例较低。(1)工艺与技术装备方面。我国现有非织造布生产设备除部分为国产针刺加工设备外，多为引进。在这些引进设备中，仍以针刺短纤土工布的生产为主，纺粘、化学粘合、热粘合 设备工艺仅占很少部分，而在这部分中还有一些是为生产地毯、服装、装饰布、人造革、化 肥袋等设计的，与专门生产土工布的设备存在着一定程度的区别。

机织编织土工布的生产能力完全可以满足我国“九五”期间各项工程的要求，但缺少抢 险抗滑用材料的编织设备和多轴向编织机。

复合土工布生产设备国内现已具备4 m宽以下的生产能力，6 m宽以上的生产设备在国内 尚属空白，无法满足工程的需要。

(2)产品结构方面。主要表现在原料单一，产品品种单一。我国土工布所选用的原料主 要是涤纶、丙纶、维纶及少量的锦纶。同时由于生产设备的限制造成了以短纤非织造土工 布及丙纶编织布为主导的单一产品结构。国际上原料的选用除涤纶、丙纶外，还有锦纶、黄 麻、特种纤维，有的甚至织入钢丝等，产品品种除短纤针刺产品外，高强度土工格栅、土工 片、纺粘法长丝针刺产品品种及复合土工布的品种也很多。由于实际工程中对土工布的功能 及品种有着不同的要求，因而单一的产品结构阻碍了土工布应用的扩大及工程质量的提高。

(3)产品检测体系方面。最近，我国已相继发布了土工布产品国际标准及土工布产品的 使用规范，但在产品质量的实验方法、考核指标内容以及土工布与土相互作用性能实验等方 面还缺乏统一的标准，而国外则成立有土工布专业委员会，来对此进行规范化处理，因其具 有相当的权威性而得到各自国家的认可。因此，在我国加快一系列检测体系标准制定的步伐，将更有助于土工布在我国的生产和推广应用。

(4)应用与设计方面。由于土工布涉及到岩土、水利、土木、纺织、塑料等诸多领域，而一种行业的设计人员缺乏其他行业的专业知识和实际经验，一些工程单位对土工布的特性 不是真正了解，不清楚这一能够部分取代传统沙石料的新型材料，再加上在施工过程中偏重 于一次性投资的降低等因素，造成了我国土工产品低水平重复严重及各种工程应用量偏低的 局面。发展趋势

国内土工布的发展将由以纺织技术生产为主的形式转向以适应各种实际工程需要为目的 进行生产，产品总的发展趋势向系列型、复合型、综合型发展。复合土工布是这几年国外大 公司竞相开发的产品，其产品包括排水管与土工布复合，机织布与非织造布复合，大流量排 水板与土工布复合等许多新型复合材料。我国在这方面则处于起步阶段，现有的复合产品为 复合土工膜、针刺机织布和非织造布复合土工布、非织造布复合结构的排水管，并且，还都 处于试制和试用阶段。因此，复合土工布在我国的生产和应用极具开发前景。据统计，在“ 九五”期间，我国将新建公路30万km，其中高等级公路1.45万km；在铁路建设中，每年预计 要修复1000 km翻浆路段。1998年长江、松花江的一场特大洪灾后，国家又增加了资金投入 基础设施建设，这其中包括长江堤防的修复和加固、三峡工程、黄河治理、小浪底工程、南 水北调、长江口深水航道等巨型工程，这些工程建设都需要大量土工布。现在，我国土工布 已经有5项产品标准和20项试验方法标准，土工布的使用规范也已正式颁布，这对生产、推 广和使用土工布提供了条件和机遇。4 几点建议

4.1 由于土工合成材料是一种新型岩土工程材料，且应用时一次投入成本较大，应用 部门在不了解这种材料的条件下偏重于使用成本较低、后期维护费用大的砂石、沥青等材料。因此，建议水利、交通、建筑、纺织等方面联合成立土工合成材料协会，大力宣传土工合 成材料在工程建设中的使用方法、效果及经济合理性，并制定土工合成材料应用的强制性国 家标准与技术规范，使工程部门从不得不用到自愿采用。

4.2 加大土工合成产品协作开发的力度。土工合成材料涉及到建筑、水利、纺织等多 领域，各行业之间应保持经常性的信息沟通，使产品的设计与开发为不同的行业、不同的工 程条件服务。因此，建议科研部门、企业及工程单位组成科研、生产、应用体系，形成工程 部门需要什么科研部门研制什么，再由企业投入生产，形成全新的产品开发系统。

4.3 做好引进设备的消化、吸收及开发创新工作。我国现有引进设备中有一些不适合 土工产品的生产。因此，对这部分设备在进行改善的基础上，应再填平补齐，建议政府部门 应在这方面给予一定的技改及技术创新倾斜政策，以充分发挥现有设备的潜力及企业的积极性。

4.4 进一步加大土工合成材料的销售力度。除了政府部门、行业协会之间的宣传、推 广之外，建议在国内建立起土工合成材料销售网格，在网络上可以查到国内土工材料生产的 定点企业、产品标准、所能生产产品种类、应用范围等，使应用部门可以放心、清楚的购买 产品。这不但能扩大土工材料的知名度，增加其在国内市场的占有份额，而且，最终将能在 国内形成几种土工产品系列名牌。