土工合成材料用于巖土工程中所起的作用,可以概括為反濾、排水、隔離、加筋、防滲和防護等作用。
一、反濾作用
在土工建筑物中,為了防止流土(流砂)、管通破壞,常需設置砂石料所組合的反濾層。而土工合成材料完全可以取代這種常規的砂石料反濾層,起到防止滲透破壞的反濾作用。編織的、機織的和無紡的土工織物都可以起到這種反濾作用。如土石壩粘土心墻或粘土斜墻的反濾層、塊石護坡下面的反濾層以及土坡下游堆石棱體上游側的反濾層等等,均可用土工織物取代,如圖 15-1所示。
二、排水作用
某些具有一定厚度的土工合成材料有著良好的三維透水特性,利用這種特性,除了可以透水反濾外,還可使水經過土工織物的平面迅速地沿水平向排泄,且不會堵塞,構成水平排水層。此外,它還可與其他排水材料(如粗粒料、排水管、塑料排水帶等)一起構成排水系統或深層排水井,如圖15-2所示。
三、隔離作用
土工合成材料設置在兩種不同的土(材料)之間,或者設置在土與其他材料之間予以隔開,以免相互混雜失去各種材料和結構的完整性,或發生土粒流失現象。見圖 15-3。
四、加筋作用
由于土工合成材料具有較高的抗拉強度,又具有較好的柔性,容許一定的變形而不破壞,當以適當的方式鋪設在土中時,可以約束土的拉伸應變,減少土的變形,從而增加土的模量,改善土的受力狀況,增加土的穩定性。如圖15-4 所示。
五、防滲作用
土工膜和復合型土工合成材料,可以防止液體的滲漏、氣體的揮發,保護環境或建筑物的安全。例如;土壩或水閘地基的垂直防滲墻,渠道防滲,水閘上游護坦及護坡防滲等等,如圖15-5所示。
六、防護作用
土工合成材料對土體或水面,可以起防護作用。例如防止河岸或海岸被沖刷,防止土體的凍害,防止路面反射裂縫,防止水面蒸發或空氣中的灰塵污染水面等等,如圖15-6所示。
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必須指出,在工程實際中運用土工合成材料往往是幾種作用的綜合,其中有的是主要的,有的是次要的。例如;對松砂或軟土地基上的鐵路路基,則隔離作用是主要的,而反濾和加筋作用是次要的;而軟十地基上的公路路基。則加筋作用是主要的,隔離和反濾作用是次要的。