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土工合成材料在整治路基病害工程中的應(yīng)用doc(參考版)

2024-07-29 01:07本頁(yè)面
  

【正文】 土工合成材料作為一項(xiàng)新技術(shù),在我國(guó)應(yīng)用的歷史尚短,與先進(jìn)國(guó)家相比,其應(yīng)用和發(fā)展水平還有一定差異。土工合成材料在工程應(yīng)用中有著極為突出的優(yōu)勢(shì),在公路、鐵路、水利、環(huán)保工程等方面,就地取材,原來(lái)不能利用的淤泥、沙土、碎石等采用土工合成材料后都能變成堅(jiān)固的路基和擋墻,無(wú)需開(kāi)山取石取土修建,有效地保護(hù)了自然生態(tài)環(huán)境,防止了水土流失和山體滑坡。(5)實(shí)踐證明,基床鋪設(shè)隔斷材料(如復(fù)合土工膜)宜全斷面滿鋪。(3)補(bǔ)充新型土工合成材料,如經(jīng)編土工格柵、立體植被網(wǎng)、雙向拉伸土工格柵的應(yīng)用條件和技術(shù)要求。對(duì)作為重要受力構(gòu)件的材料(如加筋土擋土墻拉筋帶),要增加蠕變強(qiáng)度等指標(biāo)。我認(rèn)為在規(guī)范修訂時(shí),如下方面予以考慮完善。 結(jié)論《鐵路路基土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》自發(fā)布實(shí)施以來(lái),有力促進(jìn)了鐵路土工合成材料的應(yīng)用,路基工程質(zhì)量得到了質(zhì)的提高。(3)工程施工中,部分單位在購(gòu)買(mǎi)材料時(shí)低價(jià)竟標(biāo),更有相當(dāng)多的單位沒(méi)有檢測(cè)設(shè)備和檢測(cè)人員,沒(méi)有把好質(zhì)量關(guān)。主要原因是施工技術(shù)問(wèn)題,部分施工人員對(duì)這一新型材料還比較生疏,施工設(shè)備和方法比較落后,操作不規(guī)范,以致施工質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。它們可用于加強(qiáng)軟弱地基,加強(qiáng)邊坡穩(wěn)定性,用作擋土墻回填土中的加筋或錨固擋土墻的面板,修筑包裹式擋土墻或橋臺(tái),加固柔性路面、防止反射裂縫的發(fā)展等。它們主要用于防止河岸或海岸被沖刷,防止垃圾、廢料或廢液污染地下水或散發(fā)臭味,防止水面蒸發(fā)或空氣中灰塵污染水面,防止土體凍害等。它們可用于土石壩和庫(kù)區(qū)的防滲,渠道防滲,隧道和涵管周?chē)罎B,防止各類大型液體容器或水池的滲漏和蒸發(fā),屋頂防漏,用于修筑施工圍堰等。當(dāng)要求隔離防滲時(shí),則需要土工膜或復(fù)合土工膜。應(yīng)用最多的是有紡和無(wú)紡?fù)凉た椢铩?7)隔離層還起一定的保溫作用。(5)在地下水位較高的地基中,隔離層可以切斷毛細(xì)水上升,防止鹽堿化,或減弱凍脹。(3)隔離層起整體性作用,可使要求的地基粗粒料支持層的厚度減少,節(jié)約建筑材料。隔離可以為工程帶來(lái)許多預(yù)期的良好效應(yīng),舉例說(shuō)明如下:(1)通過(guò)隔離層,引起應(yīng)力擴(kuò)散作用,使地基土的沉降量得到一定程度的均化。. 隔離作用隔離是指在兩種物理力學(xué)性質(zhì)不同的材料之間鋪設(shè)土工合成材料,使它們不互相混雜。它們可適用于土壩內(nèi)垂直或水平排水,土壩或土堤中的防滲土工膜后面或混凝土護(hù)面下部的排水。 排水作用有些土工合成材料可以在土體中形成排水通道,把土中的水分匯集起來(lái),沿著材料的平面排出體外。土工織物可適用于土石壩粘土心墻或粘土斜墻的濾層,土石壩或堤壩內(nèi)的各種排水體的濾層,儲(chǔ)灰壩或尾礦壩的初期壩上游壩面的濾層。從而防止由于土顆粒的過(guò)量流失而造成土體的破壞??偟恼f(shuō)來(lái),土工合成材料的主要功能可歸納為六類,即過(guò)濾作用、排水作用、隔離作用、防滲作用、防護(hù)作用以及加筋作用。 土工合成材料的功能土工合成材料具有多方面的功能,一種土工合成材料往往就兼有數(shù)種功能。有些聚合物在特別低的溫度下,也使柔性降低、質(zhì)地變脆,影響其力學(xué)特性,給施工及接縫造成困難。在高溫條件下,合成材料將發(fā)生熔融現(xiàn)象。土工合成材料在鋪設(shè)過(guò)程中易受損傷,且不易被發(fā)現(xiàn),國(guó)外試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),埋在土中的織物老化主要是由于機(jī)械傷引起的,鋪設(shè)造成的孔洞是使材料強(qiáng)度降低的主要因素。聚合物對(duì)化學(xué)腐蝕一般具有較高的抵抗能力,但某些特殊的化學(xué)藥劑或廢品對(duì)聚合物有腐蝕作用。添加防老化劑、方法簡(jiǎn)便,效果顯著,是當(dāng)前防老化的主要途徑。紫外線具有很大的能量,能夠切斷許多聚合物的分子鏈,或者引發(fā)光氧化反應(yīng)。土工合成材料的老化現(xiàn)象主要是因?yàn)楦叻肿泳酆衔锞哂墟湽?jié)結(jié)構(gòu),受外界因素的影響發(fā)生降解反應(yīng)或交聯(lián)反應(yīng)的結(jié)果。目前判斷織物濾層淤堵,通常是通過(guò)觀察通過(guò)織物的流量減小以及進(jìn)入織物的土顆粒增多的現(xiàn)象來(lái)評(píng)估,還不能給出淤堵程度的允許值,只能通過(guò)被保護(hù)土與織物濾層的長(zhǎng)期工作試驗(yàn),觀測(cè)滲透流量的變化與穩(wěn)定情況來(lái)評(píng)估。土工織物用作濾層時(shí),水從被保護(hù)土中流過(guò)織物,在流動(dòng)中使土顆粒集聚在織物表面的孔口上,堵塞水流通道的進(jìn)口,或是細(xì)顆粒沉積在孔隙內(nèi)部,逐漸減小通道的有效過(guò)水面積。使用土工膜的目的在于防滲,它可以阻擋水、水氣、氣體及有害物質(zhì)(例如甲醇、丙酮和二甲苯等)的滲透。垂直于織物平面的滲透特性,主要用垂直滲透系數(shù) 表示。在過(guò)濾標(biāo)準(zhǔn)及其它有關(guān)水力學(xué)中,是一項(xiàng)不可缺少的重要指標(biāo)。這些特性涉及到土工合成材料的孔隙率、孔徑大小與分布情況、滲透特性等。 水力學(xué)特性由于土工織物、細(xì)孔土工網(wǎng)等土工合成材料可以使水及空氣自由地通過(guò),并能有效地截留和控制土顆粒的流失,因此被廣泛他用作排水和過(guò)濾材料。試驗(yàn)方法與圓球頂破試驗(yàn)相似,只是以金屬桿代替圓球。所用試驗(yàn)方法有液壓脹破試驗(yàn)、圓球頂破試驗(yàn)和相CBR頂破試驗(yàn)。(1)頂破強(qiáng)度是反映土工織物及土工膜抵抗垂直織物平面的法向壓力的能力。 頂破強(qiáng)度 刺破強(qiáng)度及穿透強(qiáng)度在工程應(yīng)用中,土工織物及土工膜常被置于兩種不同粒徑的材料之間,受到粒料的頂破作用,同樣也將受到拋填粒料引起的法向荷載。目前多采用梯形法測(cè)定土工膜及土工織物的撕裂強(qiáng)度,這種試驗(yàn)從其加力方式看,近似于張拉試驗(yàn)。目前撕裂強(qiáng)度試驗(yàn)仍沿用紡織品標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法。 撕裂強(qiáng)度土工織物和土工膜在鋪設(shè)和使用過(guò)程中,常常會(huì)有不同程度的破損。只可用作不同土工織物的抗拉強(qiáng)度的比較。由于各單位所采用的試樣和夾具的尺寸不盡相同,試驗(yàn)的難度也較大,因此測(cè)得的成果相差很多。它的強(qiáng)度由兩部分組成,一部分為試樣被握持寬度的抗拉強(qiáng)度;一部分為相鄰纖維提供的附加抗拉強(qiáng)度。握持強(qiáng)度試驗(yàn)選用的儀器一般與條帶拉伸試驗(yàn)相同,但試驗(yàn)方法不同。有約束的拉伸試驗(yàn)表明,約束力將增加土工織物的抗拉強(qiáng)度和模量,對(duì)于土工格網(wǎng)和土工格柵,約束力的影響更為顯著,因?yàn)槌私缑娴哪Σ磷枇ν?,筋材橫肋所受拉伸方向的土壓力還將約束其變形,從而增大了模量。但更科學(xué)的是應(yīng)將筋材埋在填料中進(jìn)行測(cè)試。目前關(guān)于土工合成材料的拉伸力學(xué)特性一般采用室內(nèi)無(wú)側(cè)限拉伸試驗(yàn)進(jìn)行測(cè)試。試驗(yàn)機(jī)具應(yīng)選擇具有等速拉伸性能、能測(cè)讀拉伸過(guò)程中拉力和伸長(zhǎng)量或直接記錄拉力—伸長(zhǎng)關(guān)系曲線的拉力機(jī),同時(shí)要求試樣的最大斷裂力在滿量程的10 %~90 %范圍內(nèi)。目前測(cè)定抗拉強(qiáng)度基本上是沿用紡織品條帶拉伸試驗(yàn)方法,即把試樣兩端用夾具夾住,以一定的速率施加荷載進(jìn)行拉伸直到破壞,測(cè)得試樣自身斷裂強(qiáng)度及變形,并繪出應(yīng)力—應(yīng)變曲線。土工合成材料的抗拉強(qiáng)度與測(cè)定時(shí)的試樣寬度、形狀、約束條件有關(guān),必須在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的條件下測(cè)定。 力學(xué)特性反映土工合成材料力學(xué)特性的指標(biāo)主要有拉伸特性及抗拉強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、頂破強(qiáng)度、刺破強(qiáng)度
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