土工合成材料的分類

土工合成材料是 50年代末興起的，以合成纖維、塑料、合成橡膠等聚合物為原料制成的用干巖土工程的新型材料。它的用途極為廣泛?？捎酶膳潘?、反濾。隔離，防侵飩。護坡、防海、加筋強化、教層等許多方面。在國外，常以土工織物（Geotextile）和土工膜（Geomembrane）分別作為用于巖土工程的透水性和不透水性合成纖維材料的總稱。用于巖土工程的合成纖維材料，還有各種不同的名稱，如稱作土工纖維、建筑織物、土工布、化纖濾網、塑料網、塑料膜等等。但是，由于定義上的不明確和應用上的交織，尤其是許多新型透水與不透水組合型合成纖維材料的出現，就很難以"土工織物"和"土工膜"來劃分或概括。1983年j。E。Fluet 建議使用"土工合成材料"（Geosyntheties）一詞來概括各種類型的材料。最近幾年，這一名詞已被人們接受。合成材料在我國的應用開始于 60年代中期，首先是塑料薄膜在渠道防滲方面的應用，后來推廣到水庫、水閘和蕾水池等工程。近10 多年來，已在水利、水電、公路、鐵路、建筑、港口等工程中成功地得到了應用。

隨著使用范圍的不斷擴大，土工合成材料的生產和應用技術也在迅速提高，使其逐漸形成一門新的邊緣性學科。它以巖土力學為基礎，與紡織工程、石油化學工程有密切聯系，應用于巖土工程的各個領域。

土工合成材料分類隨著新材料和新技術的發展，還將有所變化。從現狀和分類趨向發展。暫將土工合成材料分為四大類;即土工織物、土工膜、特種土工合成材料和復合型土工合成材料。特種土工合成材料包括。 土工地、土工網、土工格柵、土工格室、土工模袋和土工泡沫塑料等等。復合型土工合成材料則是由上述有關材料復合而成。

各種類型的土工合成材料，如土工墊、土工網、土工格柵、土工格室、土工模袋以及各種規格的土工織物、土工膜等。在國內均能生產。并已在一些工程中應用。但目前在工程實際中使用最多的還是土工織物和土工膜。

土工合成材料由合成纖維制成。合成纖維是以煤、石油、天然氣和石灰石等作起始原料，經過化學加工而成聚合物（高分子化合物），再經過機械加工制成纖維、條帶、網格和薄膜等。纖維又分短絲、連續長絲（直徑一般為0.02~0.04mm）、條絲、單絲、多股絲、紡纖和各種紗線等。

合成纖維的品種主要有錦綸、滌綸、腈綸、維綸、丙綸和氯綸等，但目前國內外用于生產土工纖維者多以丙綸（聚丙烯）、滌綸（聚酯）為主要原料。

各種類型土工合成材料的原材料、制造方法和主要用途，見表15-1。

土工合成材料的特性

土工合成材料的主要特性是∶質地柔軟而重量輕、整體連續性好、抗拉強唐高、耐腐蝕性和抗微生物侵蝕性好、反濾性（土工織物）防涂性（土工膜）好。施工簡便。

一、物理特性

物理特性主要是厚度、單位面積重量和開孔尺寸等。

（一）厚度

常用的各種土工合成材料厚度;土工織物一般為0.1～5mm，最厚的可達 10mm 以上;土工膜一般為 0.25～0，75mm，最厚的可達2～4mm∶土工格柵的厚度隨部位的不同而異，其肋厚一般為0.5～5mm。

（二）單位面積重量

土工織物和土工膜單位面積的重量取決于原材料的密度，同時受厚度、外加劑和含水量的影響。常用的土工織物和土工膜單位面積重量一般為 50~～1200g/m2的范圍內。

（三）開孔尺寸

開孔尺寸亦即等效孔徑∶土工織物一般為0.05～1.0mm;土工墊為5～10mm;主工網及土工格柵為5～100mm。

二、力學特性

力學特性主要是抗拉強度、滲透性和界面的剪切摩擦等。

（一）抗拉強度

工合成材料是柔性材料，大多通過其抗拉強度來承受荷載，以發揮工程作用。因此?？估瓘姸燃捌鋺兪峭凉ず铣刹牧现饕奶匦灾笜?。

由于土工織物在受力過程中厚度是變化的，故其受力大小一般以單位寬度所承受的力來表示。常用的無紡型土工織物抗拉強度為10~30kN/m，高強度的為 30~100kN/m;常用的有紡型土工織物為 20～50kN/m，高強度的為50~~100kN/m，特高強度的編織物（包括帶狀織物）為100～1000kN/m;一般的土工格柵為30～200kN/m，高強度的為 200～40kN/m。

（二）滲透性

土工合成材料的涂透性是其重要的水力學特性之一。根據工程應用的需要。常要確定垂直于和平行于織物平面的滲透性。滲透性主要以滲透系數表示。土工織物的滲透系數約