土工合成材料的整體性能特點(diǎn)有哪些方面?
土工材料具有加固、隔離、保護(hù)、防滲、過濾和排水六大基本功能。
(1)加固功能。
土工合成材料放置在土壤中,可以擴(kuò)散土壤的應(yīng)力,傳遞拉應(yīng)力,增加土壤與筋的摩擦阻力,限制土壤的側(cè)向位移,提高土壤及相關(guān)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。土工材料可以鋪設(shè)在軟土地基和路堤之間,加固軟土路堤,保證路堤的穩(wěn)定性;
二是隔離功能。
利用土工織物的高抗拉性、抗撕裂性、良好的韌性、整體性、耐酸堿性和耐生物侵蝕性,將滲透性比土工織物大的兩種材料分開,發(fā)揮各自的作用。這是軟土地基處理中的重要作用,其目的是防止局部承載力喪失引起的路基填土與軟基混合,補(bǔ)償?shù)鼗辜魪?qiáng)度不足,防止可能引起的圓形孤獨(dú)滑動破壞,有效加快工期,降低成本,減少堤間不均勻沉降,有利于排水和土體固結(jié)。隔離作用的土工合成材料必須具有較高的強(qiáng)度,以承受外部荷載時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力,保證結(jié)構(gòu)的整體性。
三是防護(hù)功能。
土工合成材料可以擴(kuò)散相對集中的應(yīng)力,也可以將應(yīng)力從一個(gè)物體傳遞給另一個(gè)物體,分散應(yīng)力,防止土體受到外力的破壞,起到保護(hù)的作用。保護(hù)一般分為兩種情況:一種是表面保護(hù),即將土工合成材料放置在土壤表面,保護(hù)土壤不受外力的影響而損壞;二是內(nèi)部接觸保護(hù),將土工合成材料放置在兩種材料之間。當(dāng)一種材料受到集中應(yīng)力的影響時(shí),不會損壞另一種材料。
四是防滲功能。
在土工合成材料的表面涂上樹脂和橡膠等防水材料,或者將土工合成材料和塑料薄膜合成,形成不透水的防水材料。土工合成材料可以防止道路工程中水的泄漏,保護(hù)環(huán)境和結(jié)構(gòu)物的安全,防止?jié)裣菪渣S土地區(qū)涵洞和通道基礎(chǔ)滲透,也可以用于隧道頂部的防滲透。在濱海大道K0+000~K3+850路段范圍內(nèi),在路面結(jié)構(gòu)層下鋪設(shè)土工膜起到防水、防滲的作用。
(5)過濾功能。
率層材料必須具備兩個(gè)條件:第一,必須具有良好的透水性,當(dāng)水流通過率層時(shí),水的流量不會減少;第二,必須具有較多的孔隙,其孔徑較小,以防止土壤中土壤顆粒的大量流失,防止土壤破壞。土工合成材料具有上述兩個(gè)條件,不僅具有良好的透水性和透氣性,而且具有較小的孔徑,孔徑可根據(jù)土壤顆粒顆粒狀況進(jìn)行調(diào)整,使顆粒不被流水帶走,起到過濾作用。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,路基固結(jié)作用排出的水量是極其有限的。如無水源補(bǔ)給,則大致適用于固結(jié)沉降量,如每天沉降1厘米,每平方米面積排出的水量小于10升/天,只需具有一定的透水性材料,就能完全承受排水作用。現(xiàn)在經(jīng)常使用一層(或雙層)土工織物處理軟土地基,這與傳統(tǒng)砂礫墊層一樣,可以起到保護(hù)路基強(qiáng)度的作用。
大多數(shù)土工織物在單向滲流的作用下,在緊貼土工織物的土壤中,細(xì)顆粒逐漸向?yàn)V層移動,部分顆粒通過土工織物表面被滲流帶走,留下較粗的顆粒。因此,與濾層相鄰一定厚度的土層逐漸自然形成過濾帶和骨架網(wǎng),防止土壤顆粒的繼續(xù)流失,最終趨于穩(wěn)定平衡,即土工織物與其相鄰接觸部分的土層共同形成完整的過濾系統(tǒng)。
(6)排水功能。
土工合成材料可以在土壤中形成排水通道,收集土壤中的水分,沿著材料的平面排出路基。土工織物可以埋在路基冬季最大冰層處理季節(jié)性凍融翻漿。土工合成材料單獨(dú)使用時(shí)的排水能力相對有限,需要其他排水材料與結(jié)構(gòu)相結(jié)合,形成完整的排水體和排水系統(tǒng)。
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