土工合成材料在地基处理中的应用讲解学习
施工流程中的土工合成材料应用
施工流程中的土工合成材料应用一、介绍土工合成材料的概念与特点土工合成材料，又称土工布，是一种由合成纤维材料制成的、具有一定强度和柔韧性的新型土木材料。
它在施工流程中的应用广泛，可以用于土地改良、土体加固、防渗防蚀等各个环节，并且在不同施工阶段都起到重要的作用。
土工合成材料具有以下几个特点：强度高、柔性好、耐腐蚀、透水性好、透气性好、环保等。
这些特点使得它在土木工程中有着广泛的应用前景。
二、土工合成材料在地基处理中的应用地基处理是土木工程中非常重要的一环，目的是加固土体，提升地基承载力。
土工合成材料在地基处理中的应用有很多。
首先，土工合成材料可以作为土壤增强材料。
通过将土工合成材料铺设在较软弱的地基上，可以有效地增加土体的承载力，减小沉降变形。
这一方法被广泛应用于高速公路、铁路、机场跑道等基础工程。
其次，土工合成材料可以用于地基防渗。
在一些需要保持较高地下水位的场所，土工合成材料可以有效地阻挡水分渗透，防止土壤的水分流失，从而保持地基的稳定性。
第三，土工合成材料可以起到分离作用。
当荷载施加在多层不同性质的土体上时，通过铺设土工合成材料，可以有效地分离不同土层，防止相互渗透和混合。
这一方法被广泛应用于屋顶花园、高层建筑、地下室等工程中。
三、土工合成材料在坡面工程中的应用坡面工程是指在山坡、天然边坡、河岸等陡坡地带进行的加固和保护工程。
土工合成材料在这些工程中有着重要的应用。
首先，土工合成材料可以用于坡面的加固和护坡。
通过将土工合成材料嵌入到坡面中，可以有效地抵抗土体的侵蚀和滑坡，提高坡面的稳定性。
这一方法被广泛应用于河道治理、山坡防护等工程。
其次，土工合成材料可以用于坡面绿化。
通过在土工合成材料上种植草坪、植被等绿化植物，可以美化坡面，增加景观效果，同时阻止土壤的侵蚀和水分的流失。
四、土工合成材料在路基工程中的应用路基工程指的是道路工程中的路基部分，它是整个道路的基础，对道路的承载力和稳定性有着重要影响。
论述土工合成材料在公路软基处理中的应用
论述土工合成材料在公路软基处理中的应用摘要：土木合成材料是公路施工中常用的材料，其在软土地基的加固工程中发挥着重要的作用。
将土木合成材料加入软基的土体中，可以扩散土体的应力，增加地基的强度，还可以防止土体出现位移的现象，避免路基出现不均匀沉降等质量问题。
本文分析了土木合成材料在公路软基处理中的应用情况，介绍了几种公路软土地基的处理模式以及施工技术措施，希望对公路施工人员软基处理技术的提升有所帮助。
关键词：土木合成材料；方法；原理；公路软基；处理模式；技术土工合成材料在公路软基处理中比较常见，这种材料的出现距今已有一百多年，但是土木合成材料在公路软基工程的中的应用时间却不长，所以在应用的过程中，施工技术还不够精湛，很多施工工艺还需要改进。
土木合成材料的优点很多，其具有较好的防渗性，随着土工合成材料的不断发展，其应用范围越来越广，在公路软基处理中也受到了良好的效果。
路基处理工程是道路施工的重要组成部分，路基施工的质量对整个公路的质量影响很大，只有提高路基的承载力，才能延长公路的使用年限。
1 工程概况某公路路线比较长，其穿过稻田、芦苇湿地，该路段的地下水位比较高，地基的条件比较差，属于软土地基，这种路基的承载力比较低，所以必须对其进行加固处理，该工程主要采用了土木合成材料对公路的软基进行处理，现笔者对该材料的合成方法、原理以及施工处理技术进行了简述。
2 材料方法与原理2.1 合成材料法合成材料虽然产生的时间比较早，但是在软基处理工程中应用却比较晚，在没有应用这种材料前，施工单位一般采用的是软基处理方式是换填材料法。
换填材料指的是在软基中铺设一层砂，然后在其上部铺筑路堤，在这一工程中，施工单位往往会在该路基中挖去软土材料，然后换填材料。
在铺设砂垫层时，该材料的主要作用是排水，铺砂的厚度是50cm左右。
在挖土换填时，施工人员需要先挖去一部门材料，然后换填砂土材料，提高软基的强度以及承载力。
砂垫层的横截面一般是梯形，有时施工单位为了降低成本，减少对砂砾的使用量，会将其横断面改为三角型，有的施工单位为了最大限度的节省材料，也会将砂层做为砂窗格形式的。
第9章土工合成材料在路基工程中的应用
第9章
土工合成材料在路基工程中的应用
2结构设计与形式 土工合成材料加筋路堤的结 构形式，可根据工程具体情况， 遵循技术可行、经济合理、施工 方便的原则，选用图9—6所示的 形式。受地形、地物限制需加陡 路堤边坡时，宜选用图9-6(a) 的外边回折的加筋结构形式；其 他一般情况，宜选用图9—6(b)、 (c)两种形式。 土工合成材料加筋路堤的设 计包括土工合成材料的铺设层 数、铺设方式、铺设范围及坡面 防护等内容。铺设层数和长度应 按圆弧滑动法和楔体滑动法通过
第9章
土工合成材料在路基工程中的应用
土工合成材料的抗拉强度(kN／n1)； 一考虑施工损伤、材料老化、材料蠕变等因素的安全系 数； 考虑施工损伤的分项安全系数，一般取值1 0～1 3； 一考虑材料蠕变的分项安全系数，宜根据试验确定，若 元试验资荆 可取2 0～4 0； 考虑化学、生物损伤的分项安全系数，可取1 0～1 5。 对土工织物，还应具有较高的刺破强度、 顶破强度和握持强度等，这些强度 除需能满足规范规定的相应验算公式外， 还应满足表9-1的要求 土工合成材料与土接触的界面摩擦系数 ^s，应参照规范规定的剪切试验方 法，由试验确定。对路基等级条件较低 时，可由一式确定
第9章
土工合成材料在路基工程中的应用
9．1· 1 土工合成材料的种类 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。关于土工合成材料的分类，至今尚无统一准则。《土工合 成材料应用技术规范》 (GB 50290一1 998)称土工合成材料为土工织物、 土工膜、土工特种材料、土工复合材料的总称。土工织物包括织造和非织 造(无纺)两类；土工特种材料包括土工格栅、土工带、土工格室、土工网、 土工模袋、土工网垫、土工织物膨润土垫(GCL)、聚苯乙烯泡沫塑料(EPS) 等；土工复合材料包括复合土工膜、复合土工织物、复合防排水材料(排水 带、排水管、排水防水材料等)。 1．土工织物(geoteXtile) 土工织物为透水性土工合成材料。土工织物的制造过程是首先把聚合物原 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。按制 造方法分为织造土工织物和非织造(无纺)土工织物。织造土工织物由纤维纱 或长丝按一定方向排列机织而成；非织造土工织物由短纤维或长丝按随机 或定向排列制成的絮垫，经机械结合、热粘或化粘而成。
土工合成材料在地基处理中的应用
土工合成材料在地基处理中的应用1.引言地基处理是土木工程中至关重要的一环，它涉及到对土壤进行增强、改良和稳定的一系列工程措施。
而土工合成材料作为新兴材料在地基处理中起着重要的作用。
本文将介绍土工合成材料在地基处理中的应用以及其优势。
2.土工合成材料的基本概念土工合成材料是一种由合成纤维和高分子材料构成的地工合成材料，其具有良好的物理性能和化学性能。
常见的土工合成材料包括土工布、土工网、土工膜等。
3.土工合成材料的应用场景3.1填土加固在地基处理中，土工合成材料可被用作填土加固的一种有效手段。
通过将土工合成材料与原土夹层相互作用，可以提高土壤的抗剪强度和抗渗性能，从而达到填土加固的效果。
3.2地基防渗土工合成材料由于其优异的抗渗性能，可以被广泛应用于地基防渗工程中。
通过在地基和基础周围应用土工合成材料，可以有效地阻止地下水和土壤的渗透，保护基础的稳定性和安全性。
3.3垂直排水土工合成材料还可以用于地基的垂直排水处理。
通过在地下水位高的地区应用土工合成材料，可以有效地将水从地下引导到地表，从而降低地下水位，减轻地基的不均匀沉降。
4.土工合成材料的优势4.1可持续性与传统的地基处理方法相比，土工合成材料具有更长的使用寿命和更好的耐久性。
其采用环保材料制造，对环境的影响较小，具有良好的可持续性。
4.2施工便捷性土工合成材料施工简单、快捷，不需要大量的人力和物力资源。
相比传统的地基处理方法，土工合成材料可以大大减少施工时间和成本。
4.3效果可控性土工合成材料的性能可以通过调整材料的种类、规格和施工方式来控制和调整，从而实现地基处理效果的可控性。
5.结论土工合成材料在地基处理中具有广泛的应用前景和优势。
通过合理选择土工合成材料，并结合具体的土壤条件和工程要求，可以实现地基增强、改良和稳定的效果，提高工程的安全性和可持续性。
因此，在今后的工程实践中，土工合成材料将发挥越来越重要的作用。
土工合成材料在路基工程中的应用
路基排水 加筋土工程
加筋土路堤、加筋土挡墙
地基处理
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3、铁路路基工程具体应用
见P176-177页
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8.2土工合成材料加筋技术
一般设计规定
P177页
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8.2.1加筋土路堤
1、结构型式
①路堤边坡加筋补强结构形式
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1、结构型式
制作沉枕的管袋材料宜采用机织型土工 织物，其经纬向断裂强度不应小于 12kN/m 防护范围内的上、下端宜设锚固措施。 土工格栅或土工网石笼内应选用卵石、 块石充填，块径应大于网孔尺寸
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2冲刷防护设计原则
2、土工模袋冲刷防护工程设计
模袋应铺放在稳定的边坡上，必要时应 进行边坡稳定性分析，检算其稳定性， 一般情况下模袋护坡坡度不得陡于1:1.5 模袋设计应根据工程条件选用混凝土或 砂浆模袋，并进行模袋混凝土护坡厚度 计算、稳定性检算和排渗核算Βιβλιοθήκη 338.3.1排水设计
2、土工织物作为防渗材料
适用范围 反滤材料的保土性 反滤材料的透水性 反滤材料的防淤堵性
34
8.3.1排水设计
3、具体排水设计技术要求
引排路堑边坡或滑坡体内的地下水，宜 在仰斜泄水钻孔中插人软式透水管或塑 料渗水管。泄水孔位布置、直径及长度 应根据含水层水文地质情况确定，仰斜 角度宜为10°一15°，困难时不应小于 5°
42
8.4.2冲刷防护
1、适用条件
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2冲刷防护设计原则
1、土工合成材料石笼和沉枕冲刷 防护工程设计
石笼和沉枕应具有足够大的体积和质量 ，其尺寸应通过稳定性计算确定;稳定性 计算一般应校核抗滑稳定、抗浮稳定和 水流作用下的稳定性。
浅谈土工合成材料在路基工程中的应用_secret
浅谈土工合成材料在路基工程中的应用一.改善路基工作性能简介路基路面是公路工程的主要组成部分，其中，铁路路基是轨道的基础，是经过开挖或填筑而形成的土工建筑物，其主要作用是满足轨道的铺设、承受轨道和列车产生的荷载、提供列车运营的必要条件；公路路基是路面的基础，它承受着本身土体的自重和路面结构的重量，同时还承受由路面传递下来的行车荷载，所以路基是公路的承重主体。
为了保证公路、铁路最大限度地满足车辆运行的要求，提高车速、增强安全性和舒适性，降低运输成本和延长线路的使用年限，路基要满足承载能力、稳定性和耐久性的要求。
路基是一种线性结构物，具有线路长、与大自然接触面广的特点，其稳定性在很大程度上由当地自然条件决定。
所以，路基的稳定性与地理条件、地质条件、气候条件、水文条件和水温地质条件以及与土的类别有紧密关系。
长期以来，我国的路基建设中没有把它作为一种土工结构物对待，造成路基填料质量不好，导致基床翻浆冒泥、下沉，边坡坍滑，滑坡等路基病害。
如黄泛区粉土路基经常遭遇水害；北方一些地区的铁路和公路路基由于填筑了一些冻涨敏感性土，冬季产生冻涨，春季产生翻浆，给线路正常运营造成危害。
这些情况影响着线路的正常运营以及后续的重载和提速，制约着线路的发展。
随着我国经济的迅猛发展，交通量显著逐年增加，因此，交通运营对路基的要求相对提高。
为此，我国的相关部门对《标准》（97）的规定适当做了调整，其中提高了路基压实度标准等一些措施，缓和了交通需求的矛盾。
为了改善路基的工作性能，新材料得到了大量的应用，土工合成材料（土工格栅、土工格室、土工布、土工膜、工业保温材料如ERS、XPS等）在路基支挡结构、排水设施、基底处理、特殊土路基等方面得到了大量的应用。
土工合成材料是岩土工程领域中的一种新型建筑材料，是由聚合物形成的纤维制品的总称。
人工聚合物应用于土建工程是在20世纪30年代末，土工合成材料开始应用于海岸护坡工程；直到20世纪70年代，由于无纺织物的推广，土工合成材料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。
12.地基处理技术—— 土工合成材料
12.2 土工合成材料的分类
❖10.土工塑料排水带（strip geodrain）
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。
12.2 土工合成材料的分类
❖11.土工织物膨润土垫（geosynthetic clay liner）
12.2 土工合成材料的分类
❖ 8.土工模袋（geofabriform）
由双层化纤织物制成的连续或单独的袋状材 料。其中充填混凝土或水泥砂浆，凝结后形成 板状防护块体。
12.2 土工合成材料的分类
❖9.土工网垫（geosynthetic fiber mattress）
以热塑性树脂为原料制成的三维结构。 其底部为基础层，上覆起泡膨松网包，包内
2.水流必须能顺畅通过织物平面，即需要有 “透水性”，以防止积水产生过高的渗透压力。
3.织物孔径不能被水流挟带的土粒所阻塞，即 要有“防堵性”，以避免反滤作用失效。
12.5 设计计算
❖12.5.1 作为滤层时的设计
作为滤层设计时的两个主要因素：
有效孔径； 透水性。
12.5 设计计算
❖12.5.2 加筋土垫层设计
❖12.4.1 土工合成材料的工程应用：
二、排水作用
挡墙背面排水，以消减水压力，提高墙体稳定性； 堤坝工程中降低浸润线位置，以减小渗流力；
12.4 土工合成材料的主要功能
❖12.4.1 土工合成材料的工程应用：
二、排水作用
用于建造无集水管的排水盲沟； 包裹管道，防止细砂和土粒进入排水管引起堵塞。
12.4 土工合成材料的主要功能
以玻璃纤维为原料，通过纺织加工，并经表 面后处理而成的网状制品。
土工合成材料地基
土工合成材料地基（一）、土工织物地基土工织物地基又称土工聚合物地基、土工合成材料地基，系在软弱地基中或边坡上埋设土工织物作为加筋，使形成弹性复合土体，起到排水、反滤、隔离、加固和补强等方面的作用，以提高土体承载力，减少沉降和增加地基的稳定。
图7-41为土工织物加固地基、边坡的几种应用。
…… .1.材料要求土工织物系采用聚酯纤维(涤纶)、聚丙纤维(腈纶)和聚丙烯纤维(丙纶) 等高分子化合物（聚合物）经加工后合成。
一般用无纺织成的，系将聚合物原料投入经过熔融挤压喷出纺丝，直接平铺成网，然后用粘合剂粘合（化学方法或湿法）、热压粘合（物理方法或干法）或针刺结合（机械方法）等方法将网联结成布。
土工织物产品因制造方法和用途不一，其宽度和重量的规格变化甚大，用于岩土工程的宽度由2~18m；重量大于或等于0.1kg/m2；开孔尺寸（等效孔径）为0.05~0.5mm，导水性不论垂直向或水平向，其渗透系数k≥10-2cm/s（相当于中、细砂的渗透系数）；抗拉强度为10~30kN/m（高强度的达30~100kN/m）。
2．特点和适用范围土工织物的特点是：质地柔软，重量轻，整体连续性好；施工方便，抗拉强度高，没有显著的方向性，各向强度基本一致；弹性、耐磨、耐腐蚀性、耐久性和抗微生物侵蚀性好，不易霉烂和虫蛀；而且，土工织物具有毛细作用，内部具有大小不等的网眼，有较好的渗透性（水平向1×10-1~1×10-3cm/s）和良好的疏导作用，水可竖向、横向排出。
材料为工厂制品，材质易保证，施工简便，造价较低，与砂垫层相比可节省大量砂石材料，节省费用1/3左右。
用于加固软弱地基或边坡，作为加筋使形成复合地基，可提高土体强度，承载力增大3~4倍，显著地减少沉降，提高地基稳定性。
但土工聚合物存在抗紫外线（老化）能力较低，如埋在土中，不受阳光紫外线照射，则不受影响，可使用40年以上。
适用于加固软弱地基，以加速土的固结，提高土体强度；用于公路、铁路路基作加强层，防止路基翻浆、下沉；用于堤岸边坡，可使结构坡角加大，又能充分压实；作挡土墙后的加固，可代替砂井。
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土工合成材料在地基处理中的应用土工合成材料出现被誉为岩土工程的一次革命，它以优越的性能和丰富的产品型式在工程建设中找到了用武之地，在地基处理工程中也发挥了重要的作用。
1 概述土工合成材料（Geosynthetics）是一种新型的岩土工程材料，是岩土工程应用的合成产品的总称。
它以人工合成的高分子聚合物为原料，如合成纤维、合成橡胶、合成树脂、塑料或者一些天然的材料，讲它们制成各种类型的产品，置于土体内部、表面或各层土体之间，来改善土体性能或保护土体。
现今，土工合成材料已经广泛应用于水利、建筑、公路、铁路、海港、环境、采矿和军工等领域，其种类和应用范围还在不断发展扩大。
今天我们提到土工合成材料主要有六大功能：排水、反滤、加筋、隔离、防渗和防护，除此还有约束和减载作用等。
在实际工程应用中，往往是一种功能起主导作用，而其他功能也相应地不同程度地起作用。
土工合成材料的种类繁多，早期主要有透水的土工织物、不透水的土工膜两类。
近年来，大量其它类型的土工合成材料纷纷涌现，如土工格栅、塑料排水带、土工格室、土工网、土工模袋、三维植被网、土工织物膨润土垫等。
（1）土工格栅。
土工格栅是一种以塑料为原料加工形成的开口的、类似格栅状的产品，具有较大的网孔，可以在一个方向或两个方向上进行定向拉伸以提高力学性能，多用于加筋。
除塑料格栅外，还有编织格栅，即用众多的纤维形成纵向和横向肋条，中间有较大的开口空间。
编织格栅采用的原料是聚酯，上面涂有一些保护材料，如PVC、乳胶或沥青。
此外，还有玻纤格栅，它是一种编织格栅。
（2）土工格室。
土工格室一般用长12.5cm、宽75～200mm、厚1.2mm的高密度聚乙烯条制成，条间沿宽度用超声波焊接，焊缝间距约为300mm。
在加筋地基现场像手风琴一样展开，展开的面积达10m×5m，每块面积中含有数百个独立的格室，每格直径约200mm。
在格室中充填砂砾料，振动压实后构成加筋垫层。
与土工格室垫层相比，用土工格栅可连接成平面上呈方形或三角形的空格，填充粗粒料形成更厚的垫层。
土工合成材料的分类是一个动态发展的过程，当一种新产品的应用得到广泛承认后，土工合成材料的家族也就增加了新的一员。
2 基本原理2.1 概述土的抗拉能力低，甚至为零，抗剪强度也有限。
在土体中放置了筋材，构成了土－筋材的复合体，当受外力作用时，将会产生体变，引起筋材与周围土之间的相对位移趋势，但两种材料之间界面上有摩擦阻力（和咬合力），限制了土的侧向位移，等效于给土体施加了一个侧压力增量使土的强度和承载力都有提高。
2.2 筋材的应力传递筋材一般被水平地铺在土中。
当高抗拉强度、高抗拉模量的筋材和土的复合体在荷载下发生变形时，通过二者界面引起应力传递，主要传递方式有二：依靠表面摩擦和依靠横杆的被动阻力。
依靠表面摩擦的应力传递筋材相对于上下土料位移时（抗拔情况），二者上下面的摩阻力f F 为： f F ＝2bL v σtan sg ϕ (1) 如筋材相对于上或下单界面位移时（剪切情况），则摩阻力f F 为： f F ＝b ·L v σtan sg ϕ (2) 两式中 b 、L — 筋材的宽度与长度；v σ—作用于筋材上的法向应力；sg ϕ—土与筋材的摩擦角。
抗拔情况下应通过抗拔实验求得；剪切情况可通过直剪实验求得。
一般情况下， sg ϕ是土的内摩擦角的0.6～0.8倍。
式（1）和（2）表明，sg ϕ、v σ愈大，能传递的f F 愈大，但它最大不能超过筋材的极限抗拉强度。
筋材表面越粗糙，周围土颗粒越粗和带有棱角，则sg ϕ越高，即f F 还主要取决于筋材表面及周围土的性质。
一、依靠筋材横杆被动土抗力的应力传递这种应力传递中只出现于格栅类筋材中，如由纵肋和横杆所构成的土工格栅，在土中铺设土工格栅筋材时，一般肋的方向和土所受大主应力方向一致，当格栅与土发生相对位移时，除格栅表面有摩擦抗力外，格栅横杆侧面上还受到与之垂直的被动土抗力，这是因为格栅有一定厚度，在格栅的孔洞内有土、石料充填之故。
被动抗力p F 可按下式估算：p F = ntb h σ (3)式中 t 、b — 格栅厚度和孔洞的有效宽度；n — 单位宽度格栅的横杆数目；h σ— 单位土被动土压力。
h σ＝b N ·v σ (4)式中 v σ — 作用于格栅的法向应力 ；b N — 承载力因数。
b N 值与土的抗剪强度和剪胀性有关，较少受筋材表面粗糙度的影响。
Rowe 和Davis 通过有限元计算，得到如图所示的b N 和ϕ关系曲线，可供查取b N 。
图中纵坐标b N ＝''h v σσ，'h σ和'v σ为有效应力。
图中0ν=表示土无剪胀；ν曲线表示有剪胀；上面的曲线为Prandtl 的古典承载力解；下面的曲线为冲剪破坏。
对于格栅，除了上述的摩擦力和被动抗力外，实际上处于孔格周围的土，其剪切面也负担应力传递的功能。
2.3 加筋的作用机理加筋土中的筋材通过与土的应力传递，使土体产生相应的力学效应，故可借助土力学原理来说明由此对土强度改善的机理。
一、侧压力增量理论无粘性土地基中Z 深度处一个土单元所受大、小主应力1σ、3σ为：1301v h z K σσγσσσ==⎫⎬==•⎭（5） '01sin K ϕ=- （6）式中 v σ、h σ — 竖向和水平应力；γ、'ϕ — 土重度和有效内摩擦角；0K — 土的静止侧压力系数。
这一应力状态如图12－12中圆Ⅰ。
图中直线S 是土的强度包线，该单元处于弹性平衡状态，故圆Ⅰ与S 线不接触。
如果由于某种原因，加入在其附近开挖，则M 点在竖向应力不变条件下，水平向应力3σ却有所减小，待其降低到31a K σσ=，M 点达到塑性平衡状态而破坏，这时应力圆Ⅲ正好与包线相切。
设想M 点的土单元内埋有水平放置的筋材，则由前述的应力传递作用，M 点不可能因卸载而自由膨胀，体变受到筋材约束，使筋材处于拉力状态，此时M 点侧压力31K σσ=（a K ＜K ＜0K ），即图中圆Ⅱ反映的状态。
从而可见，M 点在卸载时免于破坏得益于加筋作用。
从应力圆看，是因为筋材为单元提供了一个侧压力增量3σ∆所致。
二、表观（视）粘聚力理论有学者进行过两种砂样的三轴剪切试验成果的对比，两种砂样为同一类砂，但一个为纯砂，另一个是在砂样中水平放置了土工织物，试验结果如图，表明当围压3σ，超过一定大小后，两种试样的1σ～3σ关系曲线基本平行，而放置了土工合成材料的试样，在相同的3σ下其破坏的轴向压力较不放土工织物有一个增量1σ∆。
这意味着，土工织物为无粘性砂提供了一个表观粘聚力（ϕ值不变）。
根据土的极限平衡条件，当土料具有粘聚力R C 时，大、小主应力1σ、3σ符合以下关系：132p K C σσ=+（7） 也已证明，如果试样中水平放置的土工织物的垂直间距为H ∆，则R C = （8）式中 t R ── 土工织物筋材抗拉强度；p K ── 土的被动土压力系数，20tan (45)2p K ϕ=+。
从前述侧压力增量理论看，筋材实质上是为试样提供了一个侧压力增量3σ∆，这时试样破坏的大主应力相应地增大为：133()p K σσσ=+∆ （9）与式（7）比较得到：R C = (10) 从式（8）和式（10）可得：3t R Hσ∆=∆ （11） 这表明加筋提供了侧压力增量来源于筋材的抗拉强度t R ，其大小相当于将该强度平均分配给高度为H ∆的试样侧面上的压力。
显然如t R 很小或筋材失效（筋材被拉断或被拔出），则侧压力增量将随之消失。
三、抗剪强度理论也有将聚合纤维混入土中做加筋土称为纤维土。
纤维土是用专用机械在现场直接将纤维和砂混合而成。
先讨论纤维互相平行，并垂直于土体中剪切带的理想情况。
如图，原来是垂直向的纤维由于将产生位变，纤维土中引起了拉力R σ。
如剪切带面积为A ，纤维所占面积为f A ，则单位土体面积内的纤维拉力为()fR R A t A σ=，它在垂直于剪切带方向的引起的压力增量为cos R t θ；在平行于剪切带方向上的分力使剪切力减小（即与剪切力的方向相反），相当于使土的抗剪强度增大sin R t θ。
土的抗剪强度总增量为： (cos tan sin )R R S t θϕθ∆=•+ （12）四、承载机理假定土与土合成材料最初都作用在坚实的地基上，然后在合成材料下之地基出现裂隙或孔洞，于是在外荷载及上覆土自重作用下，土工合成材料向下弯曲，这一弯曲形成土层向下弯曲和合成材料伸长。
土层弯曲在土内形成土拱，它把部分外载从裂隙或孔洞区向外转移，使裂、孔区的压力降低。
土工合成材料由于伸长，起到张膜作用，并能承受垂直于表面上的荷载。
由于合成材料的伸长，可以有以下三种情况，见图（a）土—合成材料系统发生破坏;(b)土—合成材料系统出现一定弯曲并跨接在裂隙或孔洞上；（c）土—合成材料都沉到深坑底部。
最后情况中，土工合成材料已发生部分强度承担了垂直于土工合成材料表面的部分荷载，其余部分荷载传到深坑底部。
此外，在软弱地基上，铺设土工合成材料底筋，在其上修建堤坝，土工合成材料底筋不使填土以集中荷载形式局部陷入地基，加强地基土和填土的整体性；它部分起到筏基的作用，使荷载应力扩散与均化，同时合成材料受荷变形，发挥其薄膜效应，使地基的承载力提高。
3土工合成材料加筋地基土本身是一种弱胶结颗粒集合体，有时它需要一种二维或三维的连续介质去提高其整体性，改善抗拉、抗剪性能和承载能力，这种连续介质最理想的就是土工合成材料。
3.1 简述加筋地基是将基础下一定范围内的软弱土层挖去，然后逐层铺设土工合成材料与砂石等组成加筋垫层做地基持力层。
当筋材埋设方式和数量得当时，就可以极大地改善地基的承载力。
加筋地基成功应用的实践可概括为以下三个方面：一是土堤的加筋地基，如堤防工程、公路或铁路路堤下的加筋地基；二是浅基础地基的加筋，如油罐或多层房屋基础加筋，特别是条形基础下的加筋地基；三是公路面层下基层的加筋，用于提高承载力、减小车辙深度和延长使用寿命。
此外，加筋地基（垫层）可与其他各种桩基础结合形成复合地基。
可用于地基加筋的土工合成材料有土工织物、土工格栅、土工格室和一些土工复合材料。
土工格栅具有均布的大空格，和土嵌锁在一起表现出较高的筋土界面摩擦力，故有些情况下土工格栅作为加筋材料要比土工织物效果更好。
土工织物和土工格栅加筋土地基的设计包括筋材强度和层数的确定，以及抗拉强度的选择。
目前生产厂家提供的土工织物和土工格栅产品，其抗拉强度有20kN/m 、50kN/m 、80kN/m 和110kN/m 等多种规格。
由多种纤维织成的有纺织物强度可达500kN/m 。
土工织物还被其他聚合物、玻璃纤维和钢纤维加筋构成加筋土工织物复合材料。