土工织物的功能及特性
土工织物的主要作用及用途
土工织物的主要作用及用途一、过滤作用土工织物在水利、公路、铁路、港口等工程中，具有良好的过滤作用。
它可以有效地阻止土壤颗粒通过，只允许水分和气体通过，从而防止土壤流失，保护坡岸稳定，提高土体的承载能力。
二、排水作用土工织物具有优良的透水性，可以作为排水层使用。
在道路、机场、堆场等工程中，可以将土工织物铺设在土体下面，将多余的水分排出，防止因水浸泡导致的土体沉降和破坏。
三、隔离作用土工织物可以起到隔离作用，将不同的土体或者建筑物进行有效的隔离，防止相互之间的侵蚀和污染。
例如，在垃圾填埋场中，可以使用土工织物将生活垃圾和一般工业垃圾进行隔离。
四、加筋作用土工织物在土体中可以起到加筋的作用，提高土体的抗拉强度和抗剪强度。
这样可以有效地防止土体开裂和滑坡等现象的发生。
在边坡防护、挡土墙等工程中，加筋作用的土工织物应用广泛。
五、防渗作用土工织物具有优良的防渗性能，可以有效地防止水分通过土体渗透到工程结构中，影响工程的稳定性和使用寿命。
在水利工程、污水处理厂等工程中，防渗作用的土工织物应用广泛。
六、防护作用土工织物可以起到对土壤和地基的保护作用，防止风化、冻融等自然因素对土体的破坏。
同时，土工织物还具有耐磨、耐压、耐腐蚀等特性，可以有效地延长工程的使用寿命。
七、承载作用在一些轻型填筑工程中，土工织物可以作为承载材料使用。
它具有较高的承载能力和稳定性，能够满足工程的需求。
例如，在景观墙、河道护岸等工程中，可以使用承载作用的土工织物作为基础材料。
八、增强作用土工织物可以增强土体的整体性和稳定性，提高土体的承载能力和抗变形能力。
通过在土体中铺设土工织物，可以使土体更加均匀和密实，从而减少沉降和变形现象的发生。
九、稳定作用在河岸护底、围堰等工程中，土工织物可以起到稳定土体的作用。
它能够限制土体的移动，保持土体的稳定性和完整性，防止水流冲刷和侵蚀。
同时，土工织物的抗拉强度高，能够有效地抵抗水流对土体的冲击力。
土工织物在路面反射裂缝防治中的作用
土工织物在路面反射裂缝防治中的作用土工织物在路面反射裂缝防治中的作用导语：土工织物又称(土工纤维或土工薄膜)是指，用合成纤维纺织或经胶结、热压针刺等无纺工艺制成的土木工程用卷材。
合成纤维的主要原料有聚丙烯、聚酯、聚酰胺等。
土工织物按其用途分为滤水型、不透水型、保温型。
宽度为1～18米，长度不限。
土工织物的厚度与成型方法有关，每平方米的重量从16克到900克不等。
土工织物是一种新型的岩土工程材料，已被人们所认识并广泛应用于土木工程的各个领域。
将土工织物置于土体内部、表面或各层土体之间，可起着加强、保护或改善土体的作用。
1、路面工程中反射裂缝问题道路反射裂缝是沥青路面普遍存在的一种病害现象，由道路基层的裂缝所引起。
基层产生裂缝的原因很多，除了因行车荷载反复作用而基层抗拉强度不足导致的荷载型裂缝外，对新建道路尤其是半刚性基层材料由于温度影响而收缩产生的裂缝，这种裂缝最容易在初冬时温度骤降之际发生，与荷载应力共同作用，使裂缝由路肩向主车道延伸和扩展。
对于用石灰土类干缩系数较大的材料作为路面基层结构，干缩裂缝也是相当严重的。
由于面层材料在设计时要求与基层有相当的结合力，因而通过两层接触面的应力传递，使基层裂缝反射传播至面层。
随着我国道路建设的快速发展，沥青路面反射裂缝问题日益加剧，道路维护和保养所需的工程量越来越大，如何减少和防治沥青路面的反射裂缝已成为道路建设工程急待解决的问题。
已建道路出现裂缝后，通常是采用沥青填补养护措施。
若裂缝路段较大，则大面积清除后，再采用沥青混凝土材料进行罩面处理，暂时解决路面裂缝问题。
由于基层原有裂缝的存在，在行车荷载不断作用下，沥青面层下基层的裂缝向路面延伸发展，将继续产生路面反射裂缝。
对于新建路面，有人认为增加路面层厚度可以加大基层裂缝向上反射的距离。
可以减少反射裂缝。
但随着沥青层厚度的增加，必然产生车辙，降低路面使用质量，且投资费用较高。
2、土工织物用于路面反射裂缝的防治要减少和防治沥青路面反射裂缝现象的发生,须设法降低沥青混凝土罩面下基层裂缝拉应力向上传递的强度。
土工布的详细资料
土工布土工布又称土工织物，它是由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性土工合成材料。
成品为布状，一般宽度为4-6米，长度为50-100米。
土工布分为有纺土工布和无纺土工布。
土工布具有优秀的过滤、隔离、加固防护作用、抗拉强度高、渗透性好、耐高温、抗冷冻、耐老化、耐腐蚀。
无纺土工布无纺土工布是由长丝或短纤维经过不同的设备和工艺铺排成网状，在经过针刺等工艺让不同的纤维相互交织在一起，相互缠结固着使织物规格化，让织物柔软、丰满、厚实、硬挺，以达到不同的厚度满足使用要求，无纺土工布具有很好的织物间隙，有很好的附着离，由于纤维柔软具有一定的抗撕裂能力同时具有很好的变形适应能力，同时具有很好的平面排水能力，表面柔软多间隙有很好的摩擦系数能够增加土粒等的附着能力，可以防止细小颗粒通过阻止了颗粒物的流失同时排除了多余水分，表面松软有很好的保护能力。
根据用丝的长短分为长丝无纺土工布或短丝无纺土工布。
它们都能起到很好的过滤、隔离、加筋、防护等功效，是一种应用广泛的土工合成材料。
长丝的抗拉强度高于短丝，可根据具体要求选择使用。
有纺土工布（加筋土工布）有纺土工布是由至少两组平行的纱线（或扁丝）组成，一组沿织机的纵（织物行进的方向）称经纱，另一组横向布置称为纬纱。
用不同的编制编织设备和工艺将经纱与纬纱交织在一起织成布状，可根据不同的使用范围编织成不同的厚度与密实度，一般有纺土工布较薄纵横向都具有相当强的抗拉强度（经度大于纬度），具有很好的稳定性能。
有纺土工布根据编织工艺和使用经纬的不同分为加筋土工布和不加筋土工布两大类，加筋土工布的经向抗拉强度远远大于普通土工布。
有纺土工布一般实际应用与土工工程项目的加筋增强，主要功能是加固增强，具有平面隔离与保护功能，不具备平面排水功能可根据具体的使用目的选用。
经编复合土工布经编复合土工布是以玻璃纤维（或合成纤维）为增强材料，通过与短纤针刺无纺布复合而成的新型土工材料。
经编复合土工布不同于一般机织布。
土工、建筑用纺织品
生产工艺：聚丙烯单向拉伸土工格栅是以聚丙烯 （PP）为原料，经塑化挤出板材、冲孔、加热、拉 伸而成。
产品特点：经拉伸后的格栅，具有相当高的抗拉强 度和弹性模量。
应用：适用于修建公路、铁路、港口以及江河湖海 岸边的加筋挡土墙、堤坝、桥面、陡坡等工程，可 大大提高工程的承载能力，延长使用寿命，减少占 地面积，施工方便，缩短工期，降低造价，减小维
空隙大、工艺流程长、产量低、成本高 适用范围：增强、加固
编织土工布 加工工艺：采用塑料（聚丙稀、聚乙稀）扁丝，拉
成高强度编织丝，经编织机制造成布。然后再涂塑 复合将塑料热复在基布上 。针织经编机（二布一 膜，一布一膜 ） 产品特点 ：表面光滑平整，三维、定向、多层复 合、纱线承受外力的利用率高、强度大、延伸性好。 耐腐蚀耐寒性好，拉伸强度高，定型性好，柔韧性 弹性好，耐应力，防水、防渗，抗撕裂，抗顶破等。 主要作用与用途 ：防渗，防气体挥发，保护环境， 广泛用于土木工程，堤坝，水库，水池，公路，铁 路，隧道，地铁，垃圾掩埋场等工程项目建设。
产品特点：具有经、纬双向很高的抗拉强度和较低的延 伸率，并具有耐高 温、耐低寒、抗老化、耐腐蚀等优 良性能。
主要用途：路面增强、老路补强，加固路基及软土基， 沥青路面反射裂纹、水泥路面及路基的增强和铁路路基、 堤坝护坡、机场跑道、防沙治沙等工程项目。
玻璃纤维土工格栅图
经编涤纶土工格栅
生产工艺：采用高强度涤纶工业长丝，经过经编定向织造 网格坯布，经涂覆加工成土工格栅。
主要应用：公路、铁路、路基、路肩的加固排水；隧道、地 铁、底下通道、底下货场的排水；山坡地、边土开发的水土 保持；各种挡土墙背面垂直及水平排水；蹦滑地的排水；火 力电厂、灰堆排水。
土工布和无纺布区别
土工布与无纺布是纺纱织布中两个不同的概念。
土工布是根据用途来分的一种布；无纺布的根据生产工艺来分的一种布。
0分土工布是专门用于土木工程中的织物，它是继钢材、水泥、木材之后的第四种新型建筑材料。
什么是无纺布?因为它是一种不需要纺纱织布而形成的织物，只是将纺织短纤维或者长丝进行定向或随机撑列，形成纤网结构，然后采用机械、热粘或化学等方法加固而成。
简单的讲就是：它不是由一根一根的纱线交织、编结在一起的，而是将纤维直接通过物理的方法粘合在一起的，所以，当你拿到你衣服里的粘称时，就会发现，是抽不出一根根的线头的。
非织造布突破了传统的纺织原理，并具有工艺流程短、生产速度快，产量高、成本低、用途广、原料来源多等特点。
无纺布的主要用途大致可分为：（1）医疗卫生用布：手术衣、防护服、消毒包布、口罩、尿片、妇女卫生巾等；（2）家庭装饰用布：贴墙布、台布、床单、床罩等；（3）跟装用布：衬里、粘合衬、絮片、定型棉、各种合成革底布等；（4）工业用布：过滤材料、绝缘材料、水泥包装袋、土工布、包覆布等；（5）农业用布：作物保护布、育秧布、灌溉布、保温幕帘等；（6）其它：太空棉、保温隔音材料、吸油毡、烟过滤嘴、袋包茶叶袋等。
无纺布的分类：一、水刺无纺布水刺工艺是将高压微细水流喷射到一层或多层纤维网上，使纤维相互缠结在一起，从而使纤网得以加固而具备一定强力。
二、热合无纺布热粘合无纺布是指在纤网中加入纤维状或粉状热熔粘合加固材料，纤网再经过加热熔融冷却加固成布。
三、浆粕气流成网无纺布气流成网无纺布又可称做无尘纸、干法造纸无纺布。
它是采用气流成网技术将木浆纤维板开松成单纤维状态，然后用气流方法使纤维凝集在成网帘上，纤网再加固成布。
四、湿法无纺布湿法无纺布是将置于水介质中的纤维原料开松成单纤维，同时使不同纤维原料混合，制成纤维悬浮浆，悬浮浆输送到成网机构，纤维在湿态下成网再加固成布。
五、纺粘无纺布纺粘无纺布是在聚合物已被挤出、拉伸而形成连续长丝后，长丝铺设成网，纤网再经过自身粘合、热粘合、化学粘合或机械加固方法，使纤网变成无纺布。
建筑工程土工合成材料地基施工工法
土工织物地基又称土工聚合物地基、土工合成材料地基，系在软弱地基中或者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。
图 7-41 土工织物加固的应用(a)排水； (b)稳定路基； (c)稳定边坡或者护坡；(d)加固路堤； (e)土坝反滤； (f)加速地基沉降1-土工织物；2-砂垫；3-道渣；4-渗水盲沟；5-软土层；6-填土或者填料夯实；7-砂井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)等高份子化合物(聚合物)经加工后合成。
普通用无纺织成的，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 (化学方法或者湿法)、热压粘合(物理方法或者干法)或者针刺结合(机械方法)等方法将网联结成布。
土工织物产品因创造方法和用途不一，其宽度和分量的规格变化甚大，用于岩土工程的宽度由2~18m；分量大于或者等于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者水平向，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．特点和合用范围土工织物的特点是：质地柔软，分量轻，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 摆布。
用于加固软弱地基或者边坡，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。
土工织物梯度比
土工织物梯度比土工织物是一种新型的土工材料，它具有优异的抗拉强度、抗渗透性和耐久性等特点，被广泛应用于土木工程、水利工程、环保工程等领域。
而土工织物梯度比则是土工织物的一个重要参数，它对土工织物的性能和应用有着重要的影响。
一、梯度比的定义土工织物梯度比是指土工织物在不同方向上的拉伸强度比值。
通俗地说，就是土工织物在不同方向上的抗拉强度不同，这种差异就是梯度比。
梯度比越小，土工织物在不同方向上的抗拉强度差异越小，性能越稳定；梯度比越大，土工织物在不同方向上的抗拉强度差异越大，性能越不稳定。
二、梯度比的影响土工织物梯度比对土工织物的性能和应用有着重要的影响。
首先，梯度比越小，土工织物在不同方向上的抗拉强度差异越小，能够更好地承受外力的作用，提高土工织物的抗拉强度和耐久性。
其次，梯度比越小，土工织物的应力分布更加均匀，能够更好地保护土体，防止土体的流失和侵蚀。
最后，梯度比还会影响土工织物的施工和应用，梯度比越小，土工织物的施工难度越大，但是应用范围更广；梯度比越大，土工织物的施工难度越小，但是应用范围更窄。
三、梯度比的分类根据土工织物在不同方向上的抗拉强度差异，梯度比可以分为以下几类：1. 同向梯度比：土工织物在同一方向上的抗拉强度差异较小，梯度比小于2。
2. 双向梯度比：土工织物在两个方向上的抗拉强度差异较小，梯度比小于3。
3. 多向梯度比：土工织物在多个方向上的抗拉强度差异较小，梯度比小于4。
4. 大梯度比：土工织物在不同方向上的抗拉强度差异较大，梯度比大于4。
四、梯度比的应用土工织物梯度比在土木工程、水利工程、环保工程等领域有着广泛的应用。
在道路工程中，同向梯度比的土工织物可以用于加强路基和防止路面龟裂；在水利工程中，双向梯度比的土工织物可以用于加强堤坝和防止水土流失；在环保工程中，多向梯度比的土工织物可以用于加强垃圾填埋场和防止渗漏。
总之，土工织物梯度比是土工织物的一个重要参数，它对土工织物的性能和应用有着重要的影响。
2 土工织物的特性
一、土工织物的特性表征土工织物产品特性的主要指标包括：产品形态、物理性质、力学性质、水理性质、耐久性等五项。
(1)产品形态主要是指产品的材质及制造方法、宽度等。
由于土工织物的原料都是由聚酰胺纤维(尼龙)聚酯纤维(绦纶)、聚丙烯腈(腈纶)和聚丙烯纤维(丙纶)等高分子化合物(聚合物)经加工后合成因此土工织物产品因制造方法和用途不一，宽度和重量规格变化甚大，宽度可从几厘米到十米或更宽。
(2) 物理性质表征物理性质的主要指标有单位面积质量、厚度、开孔尺寸及均匀性。
单位面积质量通常指土工织物每lYl2的质量，通常每平方米的质量在0．1k g到1．0kg。
应用于软土地基处理中一般为数百克。
开孔尺寸(等效孔径)无纺型土工织物为0．05～0．5mm，.. 编织型土工织物为0．1～1．0mm。
(3) 力学性质表征力学性质的主要指标有抗拉强度、断裂时延伸率、撕裂强度、穿透强度、握持抗拉强度顶破强度、疲劳强度、徐变性、聚合物与土体间摩擦系数等。
对于抗拉强度大部分常用的无纺型土工织物为10—30kN／.. m。
高强度的为3O一10 kN／m，.. 最常用的编织型土工物为20—50kN／m，高强度的为50—100kN／m。
个别的编织土工织物可达到100—10 00kN／m。
(4) 水理性质土工织物的水理性质主要用土工织物垂直向和水平向透水性来表征(即导水性)。
(5) 耐久性土工织物的耐久性即抗老化、抗化学侵蚀性、抗生物侵蚀性、抗磨性、抗温度、冻融及干湿变化性。
抗老化是指高分子材料加工、贮存和使用过程中，由于受内外因素影响，使其各种性能逐渐蜕化的现象。
二、土工织物的作用(1)隔离作用利用土工织物的高抗拉性，抗撕裂性、良好的韧性、整体性和耐酸碱、耐生物侵蚀性能，将渗透性较土工织物大的两种材料相互隔开，以发挥其各自的作用。
这是软土地基处理中较为重要的作用。
(2) 过滤作用有关研究资料表明，路基固结作用排出的水量是极其有限的。
若在没有水源补给的情况下，大致和固结沉降量相适应。
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土工织物的功能及特性
彭攀;熊涛
【摘要】介绍了土工合成材料的种类、功能,总结了各种类土工布的特点、适用范围及国内土工布的应用前景.
【期刊名称】《黑龙江科技信息》
【年(卷),期】2010(000)010
【总页数】1页(P284)
【关键词】土工织物;功能;特性
【作者】彭攀;熊涛
【作者单位】上海水务设计研究院有限公司,上海,200000;上海电气工程设计有限
公司,上海,200000
【正文语种】中文
1 概述
土工织物是一种新型的工程材料，是应用于土木工程中的纺织品。
它以人工合成的聚合物为原料，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。
土工织物20世纪60年代末开始应用于欧洲，之后由于
其在隔离、排水、加筋、反滤性能上的优秀表现，被广泛应用于水利、水电、铁路、公路、海港、建筑、采矿、军工各领域。
近年来由于制造工艺的改进，土工织物成本低、强度高、经济效益和社会效益显著，得到了世界土木工程界的普遍重视，目
前，土工布已经同水泥、钢材、木材一起,称为“四大建筑材料”。
2 土工织物的一般特性
2.1 滤层作用
土工织物不仅有良好的透水、透气性能，且孔径又可根据士的粒径级配进行选择，当水流垂直织物平面方向流过时，可使大部分土颗粒不被水流带走，既起到了滤层作用，又可以避免造成管涌现象。
特别应用于水利工程中堤、坝基础或边坡反滤层。
2.2 排水作用
土工织物具有良好的三维透水性，土工织物本身可形成排水通道，土体的水分汇集在织物内，可沿着织物平面缓慢地排出土体。
2.3 隔离作用
将土工织物放在两种不同特性的材料之间，使其外部荷载作用时，不相混杂或流失，保持材料的整体结构和功能。
2.4 加筋作用
土工织物埋在土体中承受的应力，增加土体的模量，限制土体侧向位移，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。
可应用于土坡、地基及挡土墙的加固。
2.5 防护作用
土工织物能有效地将集中应力扩散、传递并分解，防止土体受外力作用而破坏。
2.6 防渗作用
采用土工膜或复合防水材料，可有效防止其它液体的渗漏，保护环境和建筑工程的安全稳定。
3 土工布的分类及其特性
3.1 机织土工布
机织土工布抗拉强度大、延伸率低、过滤性和渗透性差，各向差异大，斜角受力时
尺寸稳定性差，孔隙易变形。
适用于加固、增强、防冲蚀等高强度用途。
3.2 非织造土工布
非织造土工布价格便宜、性能优越、生产效率高。
主要有以下几种分类：
a.纺粘法土工布：工艺简单、成本低、产量高、产品强力高、伸长率好，具有良好的顶破、撕裂强度。
适用于加固、分离、过滤、排水等。
目前世界上约有75%的
非织造土工布是采用纺粘法生产的。
b.短纤维针刺土工布：抗变形能力强、结构蓬松、吸水和透气性能好，特别适合于反滤和排水工程。
c.熔粘合土工布：抗拉强度大，横向排水性能差，主要用于加固增强用途。
3.3 土工膜
防渗性极高，一般由土工织物表面涂以乙烯或橡胶等涂层而制得。
适用于围墙、水闸等，还可用来建造简易水坝、水下栅栏。
3.4 复合土工布
复合土工布由不同功能的土工布和其它材料复合而成，可开发性能更加完美、用途更为广泛的土工材料。
4 国内土工布的应用前景
土工织物成本低、强度高，可在提高工程质量的同时，降低工程造价。
土工织物的成本一般只占总投资的1～2%，而同等设计标准下减少砂石、水泥等材料的用量，可使总造价降低20～40%。
由于土工合成材料所具有的功能和特性及其在工程实
践中的卓越成效，引起了全国有关部门的充分重视，至20世纪90年代末期，土
工合成材料开始在一些国家大型重点工程中得以应用。
如三峡工程、秦山核电工程、长江口整治工程、治黄工程、治淮工程、京杭大运河、大型引黄平原水库工程和江河防汛抢险等，并获得了较大的技术经济效益和社会效益。
目前国内土工布发展的总趋势是：产品向系列型、合成型、复合型方向发展，应用
向大、中型工程发展。
相应的理论研究、测试技术、设计标准、施工工艺等方面都在不断提高和完善。
中国是土工布应用与销售的最大市场，普遍受到国内外厂商的关注。
在今后几年，土工布应用前景广阔。
参考文献
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