【正文】 土工織物突出的優(yōu)點(diǎn)是重量輕，整體連續(xù)性好(可做成較大面積的整體)，施工方便，抗拉強(qiáng)度較高，耐腐蝕和抗微生物侵蝕性好。針織型目前已很少應(yīng)用，有紡?fù)凉た椢镉蓛山M平行的呈正交或斜交的經(jīng)線和緯線交織而成，其主要缺點(diǎn)是沿經(jīng)線和緯線的強(qiáng)度高，而與經(jīng)緯線斜交方向的強(qiáng)度低，無(wú)紡?fù)凉た椢锸前牙w維作定向的或隨意的排列，再經(jīng)過(guò)加工而成，按照聯(lián)結(jié)纖維的方法不同，可分為化學(xué)(粘結(jié)劑)聯(lián)結(jié)、熱力聯(lián)結(jié)和機(jī)械聯(lián)結(jié)三種。土工織物的制造一般要經(jīng)過(guò)兩個(gè)步驟：首先把聚合物原料加工成絲、短纖維、紗或條帶，然后再制成平面結(jié)構(gòu)的土工織物。土工合成材料技術(shù)被人們譽(yù)為20世紀(jì)巖土工程中的一項(xiàng)技術(shù)革命。因?yàn)樗鼈冎饕糜趲r土工程，故冠以“土工”兩字，稱為土工合成材料，以區(qū)別于天然材料。目前，品種繁多的人工合成材料陸續(xù)問(wèn)世，它們可制成各種符合特定目的的產(chǎn)品，而且由于其具有質(zhì)量輕、施工簡(jiǎn)易、運(yùn)輸方便、價(jià)格低廉料源豐富等優(yōu)點(diǎn)，為土木工程提供了一種嶄新的較為理想的材料，并由此帶來(lái)一種實(shí)施簡(jiǎn)便和經(jīng)濟(jì)有效的技術(shù)途徑。無(wú)紡織物作為反濾材料，1984年首次成功地應(yīng)用于云南麥子河工程大壩上。該工程采用聚丙烯編織布，聚氯乙烯繩網(wǎng)和混凝土塊組成整體沉排，防止河床沖刷。土工合成材料在我國(guó)的應(yīng)用，可以追溯到20世紀(jì)60年代，例如，北京市東北旺農(nóng)場(chǎng)南干渠使用聚氯乙烯土工膜防滲。 高應(yīng)當(dāng)指出，材料的強(qiáng)度還與纖維的制作方法有關(guān)。 高 中 中 中 高 高耐堿性 低中 中 低 高蠕變性 中 低彈性模量 低 低 高 低 中 聚氯乙烯單位質(zhì)量 聚丙烯 聚酯以上五種原材料的性能對(duì)比如表21所示?！蜏胤秶?0 ℃～140 ℃，耐化學(xué)劑性能較好，惰性強(qiáng)，價(jià)格低廉，是目前應(yīng)用最多的原材料之一。聚酯于1941年前后問(wèn)世，它包括聚酯樹(shù)脂、聚酯纖維和聚酯橡膠等。在1950年前后，又開(kāi)發(fā)出了高密度聚乙烯(HDPE)材料，其比重、機(jī)械強(qiáng)度、熔點(diǎn)和硬度等都比低密度的為優(yōu)。聚乙烯是在1931年前后，首先由英國(guó)ICI公司研制成功的，1939年成為商品在市場(chǎng)上出售，它是聚合物中分子結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的一種，可分為低分子量和高分子量?jī)深?。它們是由煤、石油、天然氣或石灰石中提煉出?lái)的化學(xué)物質(zhì)制成，再進(jìn)一步加工成纖維或合成材料片材，最后制成各種產(chǎn)品。而現(xiàn)在經(jīng)驗(yàn)證明在土中耐久性是可以保證的，相反，土工合成材料鋪放的位置不當(dāng)或施工質(zhì)量差，會(huì)降低作用，甚至適得其反。目前證明較成功的應(yīng)用有：無(wú)紡?fù)凉た椢锎媪罴?jí)配濾層應(yīng)用于反濾排水工程中，土工合成材料加筋擋土墻代替重力式擋土墻，塑料排水帶代替砂井，土工膜用于防滲材料等。復(fù)合型土工合成材料則結(jié)合了各自的優(yōu)點(diǎn)，例如，兼有過(guò)濾和排水性能的土工織物和土工網(wǎng)復(fù)合材料，結(jié)合加筋和隔離功能的土工織物和土工格柵復(fù)合材料，而土工織物和土工膜結(jié)合形成的復(fù)合土工膜則既能防滲又具有防刺破的作用，同時(shí)具有與土較高的界面磨擦系數(shù)。土工合成材料在土木、水利、交通、鐵道和環(huán)境工程中得到廣泛的應(yīng)用，起到排水反濾、防滲、加筋、隔離、防護(hù)和減載等作用。土工合成材料在整治路基病害工程中的應(yīng)用 土工合成材料的含義及其應(yīng)用概況土工合成材料是土木工程應(yīng)用的合成材料的總稱。作為一種新型的土木工程材料，它是以人工合成的聚合物(如塑料、化纖、合成橡膠等)為原料，制成各種類型的產(chǎn)品，置于土體內(nèi)部、表面或各種土體之間，發(fā)揮加強(qiáng)或保護(hù)土體的作用。這些作用是以不同的形式的產(chǎn)品來(lái)實(shí)現(xiàn)的，例如，土工織物用于濾層、隔離和防護(hù)；土工網(wǎng)和三維植被網(wǎng)墊用于排水和坡面的穩(wěn)定；土工格柵、條帶和有紡或編織土工織物用于加筋、土工膜用于防滲等。盡管有眾多的產(chǎn)品和更多的潛在的應(yīng)用形式，對(duì)于具體的工程應(yīng)判斷土工合成材料的主要作用，選擇合理的設(shè)計(jì)公式，確定要求達(dá)到的性能指標(biāo)，并尋求一個(gè)經(jīng)濟(jì)上合適的施工方法。在應(yīng)用的初期，最擔(dān)心的是耐久性，忽視鋪放的位置，認(rèn)為鋪土工合成材料總比不鋪好。土工合成材料的原材料是高分子聚合物(polymer)。制造土工合成材料的聚合物主要有聚乙烯(PE)、聚酯(PER)、聚酰胺(PA)、聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)等。耐酸堿，抗化學(xué)劑能力強(qiáng)，吸濕性低，低濕時(shí)仍具柔性，電絕緣性極好。聚酰胺約在1935年研制成功，俗名為尼龍，其吸濕性較高，干燥時(shí)有一定絕緣性、機(jī)械性能好。聚丙烯于1954年研制出來(lái)，1957年成為商品出售。此外，常用的原材料還有聚氯乙烯，具有極好的化學(xué)穩(wěn)定性，不燃燒，可用于制造透明薄膜、管道、板材等。表21 幾種高分子聚合物性能對(duì)比性能 高分子聚合物 聚酰胺 聚乙烯 高低 高強(qiáng)度 中 高 低低 低破壞應(yīng)變中 中 高 高 高 高 抗紫外線 高中 低高高 高耐霉，耐蟲(chóng)在應(yīng)用土工合成材料時(shí)，其性能更受施工方法、應(yīng)用環(huán)境和側(cè)限壓力大小的影響。有紡織物首次應(yīng)用的成功實(shí)例，是在1974年江蘇省江都縣嘶馬長(zhǎng)江的護(hù)岸工程。無(wú)紡織物作為隔離材料，1981年，鐵路部門(mén)首先應(yīng)用于防治“翻漿冒泥”現(xiàn)象。1983年鐵路部門(mén)在廣茂鐵路路基中第一次采用了土工織物鋪設(shè)在軟土地基表面，增加了路堤的穩(wěn)定性。土工合成材料是以合成材料為原材料制成的應(yīng)用于巖土工程的各種產(chǎn)品的統(tǒng)稱。近些年來(lái)，土工合成材料在全世界范圍內(nèi)得到迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效應(yīng)。 土工合成材料的種類 土工織物 土工織物的種類土工織物為透水性土工合成材料。許多不同的高分子聚合物已經(jīng)用作不同土工織物產(chǎn)品的原料，土工織物按制造方法分為針織型、無(wú)紡或非織造型和機(jī)織或有紡型三類。其主要優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度沒(méi)有顯著的方向性，對(duì)變形的適應(yīng)性較大，目前世界上80 %的土工織物屬于這種類型。缺點(diǎn)是未經(jīng)特殊處理，則抗紫外線能力低，如暴露在外受紫外線直接照射容易老化，但如不直接暴露，抗老化及耐久性能仍較高，土工織物的性能與其聚合物原料、土工織物的種類及加工制造方法密切相關(guān)。它的制造分兩道工序：先將聚合物原料加工成絲或紗或帶，再借織機(jī)制成平面結(jié)構(gòu)的布狀產(chǎn)品。這種織物看來(lái)簡(jiǎn)單，卻有著不同的絲種和不同的織法。單絲是單根絲， mm，它是將聚合物熱熔后從模具中擠壓出來(lái)的連續(xù)長(zhǎng)絲。多絲是由若干根單絲組成的，在制造高強(qiáng)土工織物時(shí)常采用多絲。早期的土工織物系由單絲織成，后來(lái)發(fā)展為采用扁絲。扁絲寬度約為3 mm，是其厚度的一二十倍。另一種特殊的扁絲叫裂膜絲，它是將一根扁絲剖成許多根細(xì)絲，但仍連在一起。多絲和裂膜絲結(jié)合織成的編織物厚度可達(dá)1～2 mm，比扁絲織成的要厚。平紋是一種最簡(jiǎn)單、應(yīng)用最多的織法，其形式是經(jīng)、緯絲一上一下。緞紋織法是經(jīng)絲和緯絲長(zhǎng)距離的跳越，例如經(jīng)絲五上一下。在織造時(shí)，由