土工布的工作機理及效果
土工材料的作用是多方面的,它有6個基本功能:加固、隔離、防護、防滲、過濾和排水。
(1)強化功能。
土工合成材料置于土體中,可以分散土體應力,傳遞拉應力,增加土體與鋼筋之間的摩擦阻力,限制土體側向位移,提高土體及相關結構的穩(wěn)定性。軟土地基與路堤之間可以鋪設土工合成材料,以加固軟土路堤,保證路堤的穩(wěn)定性。
(2)隔離功能。
利用土工布的高抗拉強度、抗撕裂性、良好的韌性、整體性、耐酸堿性和耐生物侵蝕性,將滲透性大于土工布的兩種材料相互分離,發(fā)揮各自的作用。這在軟土地基處理中起著重要的作用。其目的是防止路基填筑和軟基因局部承載力損失而相互混合,彌補地基抗剪強度的不足,防止可能出現(xiàn)的圓形孤滑破壞,有效加快工期,降低成本,減少路堤間不均勻沉降,便于排水,加速土體固結。具有隔離功能的土工合成材料必須具有較高的強度,以承受外部荷載引起的應力,保證結構的完整性。
(3)保護功能。
土工合成材料可以分散集中應力,也可以將應力從一個物體傳遞到另一個物體,從而分散應力,防止土壤受到外力破壞,起到保護作用。防護一般分為兩種情況:一是表面防護,即在土壤表面放置土工合成材料,保護土壤不受外力作用;二是內接觸保護,將土工合成材料置于兩種材料之間,當一種材料受到集中應力時,另一種材料不會受到損傷。
(4)防滲功能。
在土工合成材料表面涂上樹脂或橡膠等防水材料,或將土工合成材料與塑料薄膜結合,形成不透水的防水材料。土工合成材料在公路工程中可以防止?jié)B水,保護環(huán)境和結構安全。濕陷性黃土地區(qū)涵洞和通道的防滲;也可用于隧道頂部防滲。
(5)過濾功能。
率床材料必須具備兩個條件:一是必須具有良好的透水性,當水流過率床時,水的流速不降低;第二,孔隙一定要多,孔徑相對較小,防止大量土壤顆粒流失,防止土壤受損現(xiàn)象。土工合成材料具備以上兩個條件,不僅透水性和透氣性好,而且孔徑小,生產時可根據(jù)土壤顆粒情況調整孔徑,使顆粒不被流水帶走,起到過濾作用。
6)排水功能。
土工合成材料可以在土壤中形成排水通道,收集土壤中的水,并沿著材料的平面排除路基。冬季可將土工布埋入路基最大積冰層,控制季節(jié)性凍融翻漿。單獨使用土工合成材料時,排水能力有限,需要其他排水材料和結構配合,形成完整的排水體和排水系統(tǒng)。