什么是土工æ料?
å‘布时间:2021-11-13
一〠概述
  土工æ料作为一ç§å»ºç‘æ料,在50年代应用于欧美国家的å„ç§å·¥ç¨‹ä¸ï¼Œåˆ°60年代ä¸åŽæœŸï¼Œç”±äºŽéžç»‡é€ 工艺和廉价的éžæœºç»‡ç»‡ç‰©çš„出现,促进了土工æ料的普é应用于å„工程领域,如:公路ã€é“è·¯ã€æ°´åˆ©ã€ç»¿åŒ–以åŠå²©åœŸç‰å·¥ç¨‹ã€‚éšç€å¯¹å…¶ç ”究的深入,目å‰åœŸå·¥äº§å“å·²å‘展到八个系列:土工布ã€åœŸå·¥æ ¼æ …ã€åœŸå·¥ç½‘ã€åœŸå·¥å¸åž«ã€åœŸå·¥è–„膜ã€åœŸå·¥æ ¼å®¤ã€åœŸå·¥å¤åˆæ料以åŠå…¶å®ƒæœ‰å…³çš„新产å“。
  有关土工æ料的定义世界å„国ä¸å°½ç›¸åŒï¼Œæˆ‘国《公路土工åˆæˆæ料应用技术规范》(JTJ/T019-98)对土工æ料的定义是:以人工åˆæˆçš„èšåˆç‰©ä¸ºåŽŸæ–™åˆ¶æˆçš„å„ç§ç±»åž‹äº§å“,是岩土工程ä¸åº”用的åˆæˆæ料的总称。å¯ç½®äºŽå²©åœŸæˆ–其它工程结构内部ã€è¡¨é¢æˆ–å„ç»“æž„å±‚ä¹‹é—´ï¼Œå…·æœ‰åŠ å¼ºã€ä¿æŠ¤å²©åœŸæˆ–其它结构功能的一个新型工程æ料。而按照瑞士公路专业è”åˆä¼šåˆ¶å®šçš„ç‘žå£«æ ‡å‡†ï¼ˆSN640550),土工åˆæˆæ料的定义是:与æ¾è½¯å²©çŸ³å’Œåšå›ºå²©çŸ³ç›¸æŽ¥è§¦ï¼Œåœ¨å»ºç‘工程ä¸æ‰€ä½¿ç”¨çš„é€æ°”çš„å¹³é¢ç»‡ç‰©ã€‚
二〠土工æ料的分类åŠæŠ€æœ¯æ€§èƒ½
  土工æ料是由其基本åˆæˆæ料纤维(长纤维ã€çŸçº¤ç»´çº±ã€å•çº±ç‰ï¼‰æŒ‰ç…§åŒ–å¦ã€ç¼çº«ç‰æ–¹æ³•åˆ¶æˆçš„织物系统。它的分类å¯ä»¥æ ¹æ®å…¶å¾®è§‚æž„é€ æˆ–åŒ–å¦æˆä»½åˆ†ç±»ï¼Œè§ä¸‹è¡¨
  按照åˆæˆçº¤ç»´çš„化å¦æˆä»½ï¼Œåˆ¶ä½œåœŸå·¥æ料的纤维主è¦æœ‰å…类:锦纶(PVA)ã€æ¶¤çº¶ï¼ˆPET)ã€ä¸™çº¶ï¼ˆPP)ã€æ°¯çº¶ï¼ˆPVC)ã€ç»´çº¶ï¼ˆPVA)ã€æ™´çº¶ï¼ˆPAN)。我国目å‰ç”Ÿäº§çš„土工æ料以涤纶ã€ä¸™çº¶çº¤ç»´ä¸ºä¸»ï¼Œå…¶æ¬¡æ˜¯é”¦çº¶ï¼Œå…¶å®ƒç§ç±»åº”ç”¨è¾ƒå°‘ã€‚æŒ‰ç…§åˆ¶é€ å·¥è‰ºçš„ä¸åŒï¼Œä¹Ÿå¯å°†åœŸå·¥æ料分为有纺ã€æ— 纺ã€ç¼–织和å¤åˆç»‡ç‰©å››ç±»ã€‚有纺织物和编织织物是按照一定工艺纺织而æˆï¼›æ— 纺织物是利用化å¦ç²˜åˆæ–¹æ³•åˆ¶æˆï¼›å¤åˆç»‡ç‰©æ˜¯å°†ä¸Šè¿°ä¸‰ç§ç»‡ç‰©é‡è¿èµ·æ¥ï¼Œç”¨ç²˜åˆæˆ–针刺ç‰æ–¹æ³•åŠ 工而æˆçš„织物。
  土工æ料能在多项工程ä¸å¾—到广泛的应用,ä¸ä»…得益于其简å•çš„åˆ¶é€ å·¥è‰ºå’Œä½Žå»‰çš„ä»·æ ¼ï¼Œä¸»è¦çš„是它的多ç§åŠŸèƒ½ï¼šè¿‡æ»¤åŠŸèƒ½ã€æŽ’水功能ã€éš”离功能ã€åŠ 强功能ã€ä¿æŠ¤åŠŸèƒ½ç‰ã€‚实际施工应用ä¸ï¼Œæ ¹æ®å·¥ç¨‹çš„ä¸åŒéœ€è¦ï¼Œå¯ä½¿ç”¨ä¸€ç§æˆ–å‡ ç§åœŸå·¥ææ–™æ¥è¾¾åˆ°å·¥ç¨‹è¦æ±‚çš„ç›®çš„ã€‚çŽ°åœ¨ä¹Ÿæœ‰å°†æœ‰çººç»‡ç‰©æ¶‚è†œæˆ–åˆ©ç”¨æ— çººç‰©ä¸Žå¡‘æ–™è–„è†œåˆ¶æˆå¤åˆåœŸå·¥è†œï¼Œè€Œç”¨äºŽé˜²æ¸—工程。
三〠土工æ料在实际ä¸çš„应用
1〠隧é“è¡¬ç Œé˜²æ°´å±‚åº”ç”¨åœŸå·¥å¸ƒ
  高速公路的隧é“æ–½å·¥ï¼Œå¯¹äºŽè¡¬ç Œç»“æž„æ¸—æ¼æ°´çš„æ²»ç†ï¼Œæ˜¯éžå¸¸é‡è§†çš„ï¼Œå› ä¸ºéš§é“è¡¬ç Œæ–é¢å‡ºçŽ°æ¸—水现象,ä¸ä»…使其外观å—到影å“ï¼Œé•¿æœŸä½œç”¨ä¸‹ï¼Œæ›´ä½¿è¡¬ç Œç»“æž„éåˆ°ç ´å,失去自身结构稳定性,而且大é‡åœ°ä¸‹æ°´ç§¯å˜åŽï¼Œæµåˆ°è·¯é¢ä¸Šä¼šå¯¹è¡Œè½¦é€ æˆå½±å“。由土工布ã€é˜²æ°´æ¿ç»„æˆçš„防水层铺设在隧é“è¡¬ç ŒèƒŒåŽï¼Œä¸Žå…¶ä»–防排水设施一é“防æ¢å›´å²©è£‚隙水ã€å²©æº¶æ°´ç‰åœ°ä¸‹æ°´ä¾µèš€è¡¬ç Œç»“æž„ï¼Œå¯¹å…¶é€ æˆç ´å。土工布在这里å‘挥其隔离ä¿æŠ¤åŠŸèƒ½ï¼Œé¿å…防水æ¿ç›´æŽ¥ä¸Žå°–
ã€€ã€€å› ä¸ºå®žé™…ä½¿ç”¨æ•ˆæžœå¥½ï¼Œåˆ¶ä½œå·¥è‰ºç®€æ˜“ï¼Œé€ ä»·ä½Žå»‰ï¼Œæ‰€ä»¥è¿‘å‡ å¹´ä¿®å»ºçš„é«˜é€Ÿå…¬è·¯éš§é“ä¸è¿™ä¸€ç»“构应用普é。以云å—çœä¸ºä¾‹ï¼Œè¿‘å‡ å¹´ä¿®å»ºçš„æ¥šå¤§é«˜é€Ÿå…¬è·¯ã€å¤§ä¿é«˜é€Ÿå…¬è·¯ã€å®‰æ¥šé«˜é€Ÿå…¬è·¯ä¸çš„多æ¡éš§é“,å‡æ˜¯è®¾è®¡çš„防水æ¿â€”土工布结构的防水层。
2ã€ å¡«æ–¹è·¯åŸºåº”ç”¨åœŸå·¥æ ¼æ …
  土工ææ–™åº”ç”¨äºŽé«˜å¡«æ–¹åŠ ç‹åœŸè·¯åŸºã€‚çŽ°é˜¶æ®µç”¨äºŽåŠ ç‹çš„土工ææ–™ç±»åž‹å¤šä¸ºåœŸå·¥æ ¼æ …ï¼Œç”±äºŽåœŸå·¥æ ¼æ …å‘ˆç½‘çŠ¶ç»“æž„ï¼Œç½‘å”尺寸较大,节点厚度大于网ç‹ã€è‚‹æ¡åŽšåº¦ã€‚网ç‹å¼ºåº¦é«˜ï¼Œç½‘å”ä¸æ˜“æ–裂,抗冲击力强,能防æ¢è¢«ç²—ç³™å¡«æ–™åˆºç ´ã€‚è€ŒåœŸå·¥æ ¼æ …çš„ç½‘å”尺寸稳定性好,对填料有较强嵌é”作用并å¯å¯¹ä¸´è¿‘填料形æˆâ€œæ‹±æ•ˆåº”â€ï¼Œå¢žåŠ 了其与填料间的纵å‘剪切阻力。
ã€€ã€€ç”±äºŽåœŸå·¥æ ¼æ …ä¸Žå¡«æ–™ä¹‹é—´çš„ç›¸äº’ä½œç”¨çš„å˜åœ¨ï¼Œæ”¹å–„了土体的整体å—力æ¡ä»¶ï¼Œæ了填方土体的整体强度和结构的稳定性。将其应用到高填方路基ä¸ï¼Œå¯ä»¥åŠ 大填方土体的å¡åº¦å’Œå¡«
  在路基填挖方结åˆå¤„ã€æ¡¥æ¶µã€é€šé“ç‰æ¨ªç©¿å…¬è·¯çš„æž„é€ ç‰©ä»¥åŠæž„é€ ç‰©å°èƒŒçš„路基填土施工ä¸ï¼Œåº”ç”¨åœŸå·¥æ ¼æ …åŠ ç‹ä¹Ÿå¾—到éžå¸¸å¹¿æ³›ã€‚è¿™ç§æƒ…况下,主è¦æ˜¯åˆ©ç”¨å®ƒä¸Žæž„é€ ç‰©ä¹‹é—´çš„é”šå›ºåŠ›ä»¥åŠä¸Žå›žå¡«åœŸä¹‹é—´çš„嵌é”力和界é¢æ‘©é˜»åŠ›ï¼Œå°†åŽŸåœŸä½“æˆ–æž„é€ ç‰©ä¸Žå›žå¡«åœŸè¿žä¸ºä¸€ä½“ï¼Œä»¥**其整体性,å‡å°‘两者之间的ä¸å‡åŒ€æ²‰é™ “桥头跳车â€çŽ°è±¡ï¼Œå°±æ˜¯ç”±äºŽè¿™ç§ä¸åŒæ料间的ä¸å‡åŒ€æ²‰é™å¼•èµ·çš„。但是è¦æ³¨æ„的是,在回填土ä¸é‡‡ç”¨åœŸå·¥ææ–™åŠ ç‹å¹¶ä¸èƒ½**地基承载力,也ä¸èƒ½æœ‰æ•ˆçš„阻æ¢åœ°åŸºçš„沉é™ã€‚å› æ¤ï¼Œåªæœ‰å½“地基具有足够的承载力,在填土自é‡è½½è·ä¸Žäº¤é€šè½½è·çš„è”åˆä½œç”¨ä¸‹ï¼Œä¸è‡´ç ´å而产生大的沉é™æ—¶ï¼ŒåœŸå·¥ææ–™åŠ ç‹æ‰ä¼šäº§ç”Ÿæ˜Žæ˜¾æ•ˆæžœã€‚ç›®å‰ï¼Œåœ¨æˆ‘国工程试验ä¸èŽ·å¾—æˆåŠŸçš„è¯•éªŒæž„é€ ç‰©é«˜åº¦ä¸€èˆ¬åœ¨4m~12m之间,故将土工ææ–™åŠ ç‹çš„é€‚å®œçš„æž„é€ ç‰©é«˜åº¦å®šä¸º5m~12m较为åˆç†ã€‚
3〠土工æ料处ç†è½¯å¼±åœŸåœ°åŸº
  在软弱地基上修ç‘高填土路基,由于填土ä¸çš„侧å‘土压力,使地基表é¢éšæ°´å¹³å‰ªåº”力移动,导致路基土体å‘两侧ä½ç§»ï¼Œé€ æˆåœŸä½“失稳。这一直是困扰高速公路设计和施工的一个难点,处ç†èµ·æ¥è´¹å·¥è´¹æ—¶ï¼Œè€Œå®žé™…效果难以达到预期效果。éšç€åœŸå·¥æ料的ä¸æ–å¼€å‘利用,近年æ¥åˆ©ç”¨åœŸå·¥ææ–™åŠ å¼ºè½¯å¼±åœŸåœ°åŸºçš„å·¥ç¨‹æ—¥ç›Šå¢žå¤šï¼Œé€šå¸¸æ˜¯åœ¨è·¯åŸºåº•éƒ¨é“ºè®¾å•å±‚或多层高模é‡çš„土工织物ã€åœŸå·¥ç½‘ã€åœŸå·¥æ ¼æ …ç‰åœŸå·¥æ料,æ¥é™åˆ¶åœŸä½“的侧å‘ä½ç§»ï¼Œè·¯åŸºç¨³å®šæ€§ï¼Œå‡å°‘路基下沉的差异沉é™é‡ã€‚
  安楚高速公路5åˆåŒæ®µä¸ï¼Œå¤„ç†è½¯åœŸåœ°åŸºä½¿ç”¨çš„土工æ料除上é¢æåˆ°çš„å‡ ç§å¤–,é‡ç‚¹ä½¿ç”¨äº†åœŸå·¥æ ¼å®¤è¿™ç§æ–°åž‹åœŸå·¥æ料,它的基本施工工艺如下:将原软土基础挖除,进行片石æ¢å¡«å¹¶ç”¨ç¢ŽçŸ³å¡«å®žç©ºéš™ï¼Œæ¢å¡«å±‚上设置高度为20cmçš„HDPEåœŸå·¥æ ¼å®¤ï¼ŒåœŸå·¥æ ¼å®¤çš„æŠ—æ‹‰å¼ºåº¦â‰¥0.57kN/5cm(1mm厚);焊ç¼æŠ—撕裂强度≥1KN(20cmï¼‰ã€‚åœŸå·¥æ ¼å®¤å†…éƒ¨ç”¨ç ‚ç ¾çŸ³å¡«ç‘,其上铺ç‘50cm碎石垫层,进行压实,并铺设å•å‘åœŸå·¥å¸ƒå°†ç¢ŽçŸ³åž«å±‚ä¸Žä¸Šå±‚å¡«æ–™éš”ç¦»ã€‚è¿™æ ·å¤„ç†åŽçš„åœ°åŸºï¼Œåˆ©ç”¨åœŸå·¥æ ¼å®¤çš„ä¸‰ç»´ç»“æž„é™åˆ¶äº†å¡«æ–™çš„侧å‘ä½ç§»ï¼Œ**äº†è·¯åŸºçš„ç¨³å®šæ€§ã€‚è¾ƒä¹‹äºŽäºŒç»´ç»“æž„çš„åœŸå·¥æ ¼æ …ï¼ŒåœŸå·¥æ ¼å®¤ä½œä¸ºè½¯å¼±åœŸåœ°åŸºçš„åŠ å›ºè¡¥å¼ºæ料,使竖å‘填料之间结åˆèµ·æ¥ï¼Œæ›´èƒ½æ‰¿å—填料自身载è·åŠå¤–部载è·çš„作用力。现ç»è¿‡è·¯åŸºè¯•é€šè½¦çš„检验åŽï¼Œç”±åœŸå·¥æ ¼å®¤å¤„ç†è¿‡çš„这段软弱土高填方路基没有出现任何质é‡é—®é¢˜ã€‚
4〠土工æ料用于路基防护
  土工ææ–™å¯ä»¥èµ·åˆ°åˆ†æ•£åº”力作用,也å¯ä»¥å°†åº”力由一ç§ç‰©ä½“ä¼ é€’åˆ°å¦ä¸€ç§ç‰©ä½“,使应力分解,防æ¢åœŸä½“å—å¤–åŠ›ä½œç”¨ç ´å,从而起到防护作用。土工ææ–™å¯åœ¨ä¸¤ç§æƒ…况下起到防护作用:表é¢é˜²æŠ¤ï¼šå°†åœŸå·¥æ料放置于土体表é¢ï¼Œä¿æŠ¤åœŸä½“ä¸å—外力影å“ã€ç ´å;内部接触防护:将土工æ料置于两ç§æ料之间,当一ç§ææ–™å—集ä¸åº”力作用时,而ä¸ä½¿å¦ä¸€ç§ææ–™ç ´å。利用它的这一性能,在高速公路路基防护ä¸ï¼ŒåœŸå·¥æ料得到广泛应用。
  路基防护主è¦åŒ…括å¡é¢é˜²æŠ¤å’Œå†²åˆ·é˜²æŠ¤ï¼Œå¡é¢é˜²æŠ¤ç”¨äºŽé˜²æŠ¤æ˜“å—è‡ªç„¶å› ç´ å½±å“è€Œç ´å的土质或岩石边å¡ï¼›å†²åˆ·é˜²æŠ¤ç”¨äºŽé˜²æŠ¤æ°´æµå¯¹è·¯åŸºçš„冲刷与淘刷。土工æ料应用于路基边å¡é˜²æŠ¤å¯é‡‡ç”¨åœŸå·¥ç½‘æˆ–åœŸå·¥æ ¼æ …ï¼Œç»äººå·¥é“ºè®¾åŽï¼Œç”¨U型钉固定,å†è¿›è¡Œæ¤è‰ã€‚土工æ料防æ¢äº†é›¨æ°´å¯¹è¾¹å¡çš„冲蚀,利于æ¤ç‰©çš„生长。实际施工ä¸ï¼Œå¯ç”¨ç½‘æ ¼æŠ¤å¡æˆ–框架结构护å¡ä¸ŽåœŸå·¥æ ¼æ …相结åˆï¼Œå¹¶æ¤è‰ç»¿åŒ–。
5〠其它应用
ã€€ã€€é™¤ä¸Šè¿°å‡ ç§åº”用外,土工æ料还å¯ä»¥åº”用于路é¢æ•´æ²»ï¼Œ**è·¯é¢å射裂ç¼ï¼Œå»¶ç¼“å…¶å‘生和å‘展,在åŠåˆšæ€§åŸºå±‚æ²¥é’è·¯é¢ä¸è¿˜å¯é€‚当**基层**寿命,é™ä½Žè·¯é¢è½¦è¾™ç¨‹åº¦ã€‚
  在路基的盲沟排水ã€æ”¯æŒ¡ç»“构的墙背排水ã€è·¯é¢å±‚间排水和边缘排水ä¸ï¼Œåº”用土工布ç‰åœŸå·¥ææ–™å¯èµ·åˆ°è¿‡æ»¤ä½œç”¨ã€‚
  桥æ¢æ–½å·¥ï¼Œå›´å °æ˜¯å¸¸ç”¨çš„结构形å¼ï¼Œä½œä¸ºå¢©ã€å°åŸºå‘开挖ã€æˆªæµã€æŒ¡åœŸç‰ä¸´æ—¶æ€§æˆ–永久性围护结构,应用土工ææ–™åˆ¶ä½œå›´å °å¯é˜²æ¢å› 回填æ料抗剪强度ä¸è¶³è€Œäº§ç”Ÿç»“构下滑åå¡Œã€æ‘©æ“¦åŠ›ä¸è¶³è€Œäº§ç”Ÿæ°´å¹³ä½ç§»ã€å› æ°´æµæ¸—入引起局部ä¸ç¨³ç‰å±é™©æƒ…况的å‘生。
  æ¤å¤–,也å¯åº”用土工æ料构ç‘åŠ ç‹åœŸæŒ¡å¢™ï¼Œè¿™ç§æ–°åž‹æŒ¡å¢™ç»“构已有å–ä»£ä¼ ç»ŸæŒ¡å¢™çš„è¶‹åŠ¿ã€‚
四〠土工æ料应用的å‘展
  世界其它国家,如美国ã€æ¬§æ´²ç‰å›½å®¶ï¼Œåº”用土工ææ–™çš„æ—¶é—´è¾ƒé•¿ï¼Œåº”ç”¨èŒƒå›´æ›´åŠ å¹¿æ³›ï¼Œç›¸å¯¹åº”çš„ç ”ç©¶ä¹Ÿæ›´åŠ æ·±å…¥ã€‚è¿™äº›å›½å®¶çŽ°åœ¨æ³¨é‡äºŽç ”究土工ææ–™çš„ç‰¹æ€§ç ”ç©¶ï¼ŒåŒ…æ‹¬ç›¸åº”çš„ç‰¹æ€§è¯•éªŒæ–¹æ³•ç ”ç©¶ï¼›åœŸå·¥ææ–™ä¸ŽåœŸæˆ–ç»“æž„çš„ç›¸äº’ä½œç”¨ç‰¹æ€§ç ”ç©¶ï¼›åº”ç”¨åœŸå·¥æ料的结构的相应设计计算方法ã€æ–½å·¥è¦æ±‚çš„ç ”ç©¶ï¼›ä»¥åŠåº”用以åŽçš„æ•´ä½“ç‰¹æ€§å’Œæ•ˆæžœçš„ç ”ç©¶ã€‚
ã€€ã€€æˆ‘å›½ç›¸åº”çš„ç ”ç©¶å·¥ä½œæœ‰æ‰€æ»žåŽï¼Œç›¸å…³çš„施工规范内容对施工指导直接性ä¸å¼ºã€‚将土工æ料应用在公路工程环境ä¿æŠ¤ã€å…¬è·¯å…»æŠ¤ä»¥åŠé“路修**é¢çš„情况还ä¸æ˜¯å¾ˆå¤šï¼ŒåœŸå·¥æ料与锚固方法结åˆåŠ 固挖方边å¡ä»¥åŠåŠ ç‹åœŸæŒ¡å¢™çš„应用也属于新开å‘的应用项目,但应用的普åŠé€Ÿåº¦å¾ˆå¿«ã€‚
五〠结æŸè¯
  土工æ料在工程ä¸çš„æˆåŠŸåº”用,既解决了工程ä¸é•¿æœŸå˜åœ¨çš„ä¸€äº›é—®é¢˜ï¼Œä¹Ÿå¢žåŠ äº†å·¥ç¨‹æ–½å·¥å·¥è‰ºçš„å¤šæ ·æ€§ï¼Œå¹¶ä¸”æ¯”ä¼ ç»Ÿå·¥è‰ºèŠ‚çœäº†èµ„æºã€‚它的å‘展å‰æ™¯å¹¿é˜”,在云å—çœè¿‘å‡ å¹´è®¾è®¡ä¿®å»ºçš„å‡ æ¡é«˜é€Ÿå…¬è·¯ä¸éƒ½å¤§é‡åº”用了å„ç§å½¢å¼çš„土工æ料。作为施工å•ä½ï¼Œæˆ‘们应密切注æ„土工ææ–™çš„ç ”ç©¶ã€åº”用以åŠå‘展方å‘,并相应的改进施工工艺,适应新型æ料应用的需è¦ã€‚