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第八章 土工合成材料 合成材料的种类 加固功能 加固设计 第一节 合成材料的种类 合成材料的种类 土工合成材料是应用于岩土工程的、以合成材料为原材料制成的各种产品的统称。 国外将土上合成材料细分为八类 土工合成材料的术语、定义和应用范围 土工合成材料的术语、定义和应用范围 第一节 合成材料的种类 合成材料的种类 我国GB50290—98《土工合成材料应用技术规范》将土工合成材料分为以下四大类：土工织物、土工膜、土工复合材料和土工特种材料，它们又各分为数种。 第一节 合成材料的种类 一、土工织物 第一节 合成材料的种类 (一) 织造型土工织物(woven geotextile) 织造型土工织物有三种基本的制造型式：平纹、斜纹和缎纹。 第一节 合成材料的种类 (二)非织造型土工织物(non-woven geotextile) 又称无纺土工织物。根据粘合方式的不同，非织造型土工织物分为热粘合、化学粘合和机械粘合等三种。 热粘合非织造型土工织物的制造，是将纤维在传送带上成网，让其通过两个反向转动的热辊之间热压，纤维网受到一定温度后，部分纤维软化熔融，互相粘连，冷却后得到固化。该法主要用于生产薄型土工织物，厚度一般为0.5～1.0mm。 第一节 合成材料的种类 (二)非织造型土工织物(non-woven geotextile) 化学粘合法土工织物，是通过不同工艺，将粘合剂均匀地施加到纤维网中，待粘合剂固化，纤维之间便互相粘连，使网得以加固，厚度可达3mm。常用的粘合剂有聚烯酯、聚酯乙烯等。也可以在施加粘合剂前加以滚压，得到较薄的和孔径较小的产品。这类产品在工程中的应用较少。 第一节 合成材料的种类 (二)非织造型土工织物(non-woven geotextile) 机械粘合法是以不同的机械工具将纤维网加固，应用最广的是针刺法。针刺法利用装在针刺机底板上的许多截面为三角形或棱形且侧面有钩刺的针，由机器带动，作上下往复运动，让网内的纤维互相缠结，从而织网得以加固。产品厚度一般在1mm以上，孔隙率高，渗透性大，反滤排水性能均佳，在水利工程中应用很广。 第一节 合成材料的种类 (三)针织土工织物(knit geotextile) 针织土工织物:传统织造工艺，通过经编机或大圆机制成。编织形式有平针和斜针。 第一节 合成材料的种类 (四)复合土工织物(composite geotextile) 复合土工织物: 由机织、非机织或织物加筋线相互结合制成的土工织物。 它可以由两种或两层同类而性能不同的织物进行复合，也可以由两种以上的织物相复合，目的在于改善织物的整体性能，以适应工程需要。 第一节 合成材料的种类 二、土工膜 土工膜是透水极弱的土工合成材料。在水利工程中主要用于防渗。 根据原材料不同，可分为聚合物和沥青两大类。为满足不同强度和变形需要，又有不加筋和加筋的区分。聚合物膜在工厂制造，沥青膜则大多在现场制造。制造土工膜的聚合物有热塑塑料(如聚氯乙烯)、结晶热塑塑料(如高密度聚乙烯)、热塑弹性体(如氯化聚乙烯)和橡胶(如氯丁橡胶)等。 第一节 合成材料的种类 工厂制造土工膜的方法主要有挤出、压延或加涂料等。 挤出是将熔化的聚合物通过模具制成土工膜，厚0.25～4mm。压延则是将热塑性聚合物通过热辊压成土工膜，厚0.25～2mm。加涂料是将聚合物均匀涂在纸片上，待冷却后将土工膜揭下来而成。 现场制造土工膜是在地面喷涂或敷一层冷或热的粘滞聚合物而成。沥青土工膜用的是沥青聚合物或合成橡胶。 土工膜及搭接 第一节 合成材料的种类 三、土工复合材料 土工复合材料是两种或两种以上的土工合成材料组合在一起的制品。这类制品将各组合料的特性相结合，以满足工程的特定需要。不同的工程有不同的综合功能要求，故其品种繁多，是当前和今后一段时期发展的大方向。 第一节 合成材料的种类 三、土工复合材料 (一) 复合土工膜 (二) 塑料排水带 (三)软式排水管 第一节 合成材料的种类 (一) 复合土工膜 复合土工膜是将土工膜和土工织物（包括织造和非织造型）复合在一起的产品。应用较多的是非织造针刺土工织物，其单位面积质量一般为200～600g/m2。复合土工膜在工厂制造时可以有两种方法，一是将织物和膜共同压成；另外也可在织物上涂抹聚合物以形成二层（俗称一布一膜）、三层（二布一膜）、五层（三布二膜）的复合土工膜。 土工织物对土工膜起加筋和保护作用，防穿刺、撕裂、拉伸、鼓破等现象。 第一节 合成材料的种类 (二) 塑料排水带 塑料排水带是由不同截面形状的连续塑料芯板外面包裹非织造土工织物（滤膜）而成。 芯板的原材料为聚丙烯、聚乙烯或聚氯乙烯。 芯板截面有多种型式，常见的有城垛式、和乳头式等。芯板起骨架作用，截面形成的纵向沟槽供通水之用，而滤膜多为涤纶