“天成”解析：土工合成材料的9大功能—附材料类型与功能对照表
发布时间：
2021-09-28 09:18
“天成”解析：土工合成材料的9大功能
——附材料类型与功能对照表
土工合成材料种类丰富，在实际工程中应用广泛，通常认为可以发挥隔离、反滤、排水、防渗、加筋和防护功能和作用。随着技术和产品的发展以及研究的深入，人们认识到土工合成材料工程应用中还可以起到污染阻隔、保护和加固作用。
（1)隔离
隔离（separation)是指土工合成材料能够把两种具有不同粒径分布的填料隔离开来，以免相互混杂而失去各种材料的整体性和结构完整性（见图1-2a).例如，把土工织物铺设在道路路基粗粒料与下部细粒土之间，避免粗骨料刺人下部地基土中，以保证基层的厚度和完整性；同时，有助于阻止下部细粒土翻浆进入上部粗粒基层。
（2)反滤
反滤（filtration)是指土工合成材料允许土体内部的液体（通常是水）透过并排出，同时阻止上游土壤颗粒的流失（见图1-2b)的作用，其发挥的作用与传统砂滤层相似。例如，常用土工织物包裹碎石盲沟、管井或土工管，阻止细粒进入碎石层、管井或土工管，同时保持排水通畅。
（3)排水
排水（drainage)是指土工合成材料自身作为排水体从低渗透性填土或土层中收集和排泄流体（主要是孔隙水，见图1-2c)的作用。例如铺设于路堤底部的土工织物可用来消散孔隙水压力；垂直塑料排水带（PVD)用于预压荷载下加快软黏土地基的排水固结过程（见图1-2d).
（4)防渗
防渗（barrier)是指采用低渗透性或不透水／气的土工合成材料作为液体／气体的屏障，阻止其渗透（见图1-2e)的作用。例如，用土工膜和GCL作为大坝和渠道等的渗透屏障，以及在填埋场衬里中作为防止渗滤液污染扩散的屏障。我国习惯上称这种屏障的阻滞作用为防渗作用。
（5)加筋
加筋（reinforcement)是指土工合成材料在土体内作为加筋构件，或土工合成材料与土相结合形成一个复合体以改善填土或加筋体的强度和变形性能（见图1-2f).例如，在交通工程领域的填方路堤或填方机场，使用土工格栅或由纺土工织物等作为筋材修建直立的挡土墙或陡坡，提高填筑体的稳定性，而且节约填方，减少占地。
（6)防护
防护（erosion control)是指通过设置土工合成材料防护措施，减少因降雨冲击、地表径流和水流冲刷而造成的土壤流失的作用，这种作用又称为侵蚀控制作用。例如在边坡上采用土工织物泥沙栅栏，可拦截浑浊径流中的悬浮颗粒（见图1-2g);采用土工垫覆益土质裸露边坡，可大幅降低土壤侵蚀，有利于植被生长（见图1-2h).
（7)污染阻隔
污染阻隔（barrier for environmental containment)是指采用天然土、土工合成材料等组成物理－化学阻隔屏障，隔离场地中污染物或腐蚀性流体，控制污染物渗流量，延迟污染物扩散过程，以防控场地周边环境的二次污染（詹良通，2020).例如，在城市固体废弃物填埋场中，随着废弃物降解产生大量含有有机、无机污染物质的渗滤液，由压实黏土、土工膜、GCL等构成的填埋场底层衬里不仅要有防渗作用，还要发挥阻滞污染物质扩散的作用。
（8)保护
保护（protection)在这里特指采用一种土工合成材料防止另一种土工合成材料受到损伤或破坏的作用。例如在土工膜防渗结构中采用无纺土工织物，避免土工膜被尖锐物体刺破，防止土工膜因损坏而失去应有的功能。
（9)加固
加固（stabilization)有别加筋作用，加固作用是指土工合成材料限制填土颗粒发生变位的作用。例如在小间距加筋土复合体中，受力发生应变的筋材通过张力约束两侧填土的位移；在用土工格室填粒料进行地基处理时，土工格室限制了散体材料的位移。从土工合成材料类型和功能的论述中可以看出，一类产品因工艺或材质不同可细分为不同亚类，具有一种或多种功能；不同类型的产品也可以发挥相同或相似的功能。表1-2归纳了不同类型土工合成材料与其发挥的功能的对照关系。
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