土工合成材料加筋地基.pptx

（二）加筋用土工合成材料
1、  土工织物 geotextiles
土工织物是采用编织技术生产的透水性土工合成材料，成布状，故俗称土工布。主要特点是重量轻、整体连续性好、施工简便、抗拉强度高、耐腐蚀。土工织物又分为有纺土工织物（woven geotextiles）和无纺土工织物（nonwoven geotextiles），前者由单丝或多股丝织成，或由薄膜切成的扁丝编织而成；后者由短纤维或喷丝长纤维随机铺成絮垫，再经机械缠合（针刺）或热粘，或化学粘合而成（参见彩图1和2）。
图1 有纺织物 图2 无纺织物
隔离、加筋
2、土工格栅geogrids
土工格栅是一种以高密度聚乙烯或聚丙烯塑料（包括玻璃纤维）为原料加工形成的开口的、类似格栅状的产品，具有较大的网孔。塑料土工格栅可以在一个方向或两个方向上进行拉伸取向以提高力学性能。
另一种更灵活的、织物状的土工格栅由英国的ICI开发出来，采用的是聚酯纤维，这导致了在编织机上制造聚脂格栅的发展，产品称为经编（knitted）格栅。在这种工艺中，众多的纤维在一起形成了纵向和横向肋条，上面涂有一些保护材料，如PVC，乳胶或沥青。此外，还有玻纤(glass fiber)格栅，它也是一种经编格栅（参见彩图3）。目前，我国已具有上述格栅的生产能力。
加筋、隔离
图3 单向塑料格栅
双向塑料格栅
经编土工格栅
3、土工网geonets
土工网是由连续的聚合物肋条以一定角度的连续网孔平行挤出而成。较大的孔径使其形成了象网一样的结构，同时能承受一定的法向压力不显著减小孔径。其设计功能主要应用在排水领域，即需要输导各种液体的地方。在土中需和外包无纺织物反滤层构成土工复合材料使用，也起到加筋作用。
4、土工膜－土工格栅型复合材料
由于某些土工膜和土工格栅可用同种原料生产，如高密度聚乙烯，它们可以粘合在一起形成一个不透水的屏障，且其强度和摩擦力都有所提高。
5、土工织物－土工格栅型复合材料
这些低模量、低强度和高延伸率的土工织物（通常是无纺织物）可通过用土工格栅
做成复合材料而使其弱点得到
克服，
共同发挥隔离、反滤和加筋作用。
6、土工－其它材料geo-others
为了解决工程实践中出现的新问题，新型土工合成材料产品不断涌现：
（1）土工格室（geocell）和土工网格（geoweb）
这是一种呈菱形或蜂窝网格状结构的土工合成材料，铺设厚度为50~200mm,中间空格尺寸大约80~400mm。格中填土、砂、碎石或混凝土，起侵蚀控制作用，亦可用于加筋地基、加筋土挡土墙。
（2）土工条带（geostrips）
该产品用高强度的合成材料或玻璃纤维作抗拉筋材，外面裹以塑料套，一般在套的表面具有防滑花纹，增大与土的摩擦力。土工条带多用于加筋土挡墙。
（三）应用设计
属于“功能设计”的范畴，即根据土工合成材料应用的主要功能和设计理论确定土工合成材料要求的性能指标，根据材料试验结果和不同的折减系数得到土工合成材料的允许特性指标，则设计的安全系数Fs用下式计算：

其中，设计理论来自相关工程设计中成熟的模型，并结合土工合成材料的特点作一些必要的修正；折减系数素须综合考虑材料的蠕变、施工破坏、化学破坏和生物破坏等的影响。
（一） 条形基础的加筋地基
 
理论分析和实验观察都表明，基础下方的土在沉降的同时向两侧扩张，地基土破坏时，基础两侧的地表隆起，因此在基础下方存在着一个拉伸变形区域，如果将土工合成材料布置在这个区域，将产生拉力，提高地基的承载力。
1、      工程和实验结果
图2-1为南京某炼油厂的原油油罐及基础，，，下卧40m厚的软土。油罐的浮动顶对基础的沉降差要求很严，采用逐层铺设土工织物和砂垫层的方法处理地基，达到了设计要求（王铁儒等，1987）。
图 2-1
二、加筋地基