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土工布在工程中的作用

2018/3/21 16:25:41      点击:

1、加固作用

土壤层具有一定抗压缩强度和抗剪切强度,但是土壤层的拉伸强度却很低,而土工布本身具有较高的抗拉强度,因此在建筑工程中常铺设适量的土工布,以改善土体强度、防止土体变形、提高土体与建筑物的稳定性。土工布的加固作用见图1。这类土工布主要适用于公路、铁路、斜坡保护、堤岸、软地基加强、潮湿地带等设施。

2、过滤和排水作用

土工布的过滤和排水两项功能总是同时发生,

相辅相成地排出土体中的水和气体。通常将这两种作用称为“滤排”功能,两者的区别就是水流的方向不同,如图2所示。

图2(a)表示过滤作用(即垂直渗透作用),是指流体在土壤中呈渗流状态时,流体垂直流过滤材(土工布)时,流体可以通过,而土壤或其他颗粒被阻隔于逆流一侧,能有效地防止因土壤颗粒过量流失而造成的土体坍塌。发挥过滤作用的土工布应具有良好的透水性和透气性,能有效地截留小石料、颗粒和细沙等,以维持工程的稳定。这类土工布主要用于河堤、土石坝、公路、铁路、飞机场、挡土墙回填、水井和减压井等工程。

图2(b)表示排水作用(即平面导水作用),流体流入土工布时可以沿着土工布的空隙横向流动,在土体内部形成排水通道,排出土体结构内多余的液体和气体。土工布的导水能力与其厚度成正比,短纤针刺土工布有较大的厚度,因此导水能力较大。这类土工布主要用于地基、地下排水沟系统、挡土墙和土坝中的排水、各种建筑物周边的排水和农业排灌等。

3、隔离作用


隔离功能是指将土工布或土工布相关产品铺设于两种不同的岩土材料之间,以避免两者相互掺杂,防止各种材料和结构失去其完整性,同时又可方便施工,加快工程进度。起隔离作用的土工布应具有一定的抗拉强度、刺破强度、撕裂强度、孔隙率和透水率。土工布的隔离作用见图3。这类土工布主要应用于公路、铁路、飞机场、停车场、运动场、堤坝或软土层上建筑。

4、防渗作用


具有防渗功能的土工材料包括土工膜和复合土工膜,其防渗作用见图4。此类土工膜主要用于各种输水渠道和储水建筑物中,防止水的大量漏失,以及垃圾填埋场和矿业堆放池中,防止有毒有害物质扩散,以保护环境和建筑物的安全。防渗用的土工材料一般是由织物或非织造布与聚合物制成的薄膜复合,形成具有水平向排水、垂直向防渗的复合土工膜。

5、工程防护作用


土工布可以使比较集中的应力扩散,也可以将应力由一种物体传递到另一种物体,使应力分解,防止土体受到外力的破坏,并为其他土工材料提供长期保护,从而起到防护作用。常见的工程防护作用有防水流冲蚀、防低温引起土体冻胀、防沥青路面开裂、防有害物质扩散蔓延而污染环境、防振动引起的干扰破坏等。土工布的防护作用见图5。这类土工布主要用于公路和铁路的路基建设中,也可用于防止垃圾、废料等污染地下水或散发臭味。

6、防蚀作用


目前全世界水土流失严重,每年约有230亿t表层水土流失,因此人们常常将土工布覆盖在土壤之上。一方面可以吸收雨水和地表水流,防止土壤表层的侵蚀损坏;另一方面又能防止冲刷下来的土壤沉积在另一地方。土工布的防蚀作用见图6。这类土工布主要用于河岸、海岸等水土流失严重的区域。

7、容装成形作用

将土工布制成一定尺寸的成形袋或成形管,在袋中加入一定的混凝土,由于土工布具有良好的透水透气性,可以将水分和气体逸出,并阻止固体成分的流失,使袋内的混凝土硬化,形成与周围表面相一致的形状。土工袋不仅可以防止混凝土不被水流冲走,还可以预先把空布袋放在难以施工的地方,然后再向袋中加入混凝土,使施工便利,保证施工质量。这类土工布主要应用于隧道、桥墩、岩洞、矿井的支柱成形及制作抗洪救灾中装土的麻袋或编织袋。另外,不渗透的管状织物还可作为冲水堤坝。必须指出,上述土工布的几种功能绝对不是独立的,有时一种土工布应用于某一项工程中会同时具有几种功能。