学文网摘要：土工合成材料在土工程中的应用，主要有反滤、排水、隔离、防渗、防护和加筋等多种作用。
关键词：土工合成材料；反滤 排水；隔离；防渗； 防护；加筋
土工合成材料是土木工程应用的合成材料的总称。作为一种土木工程材料，它是以人工合成的聚合物（如塑料、化纤、合成橡胶等）为原料，制成各种类型的产品，置于土体内部、表面或各种土体之间，发挥加强或保护土体的作用。《土工合成材料应用技术规范》将土工合成材料分为土工织物、土工膜、土工特种材料和土工复合材料等类型。
土工合成材料在土工程中的应用，主要有反滤、排水、隔离、防渗、防护和加筋等多种作用。但必须指出，在工程实际应用中是几种应用的组合，有的是主要的，有的是次要的。例如，对松砂或软土地基上的铁路路基，其隔离作用是主要的，而反滤和加筋作用是次要的；而软土地及上的公路路基，则加筋作用是主要的，而隔离和反滤作用是次要的。以下分别阐述各种作用。
一、反滤作用
在渗流出口区铺设土工合成材料作为反滤层，这和传统的砂砾石滤层一样，均可提高被保护土的抗渗强度。对这方面国内外都进行过不少研究。
多数土工材料在单向渗流的情况下，在紧贴土工合成材料的土体中，发生细颗粒逐渐向滤层移动，同时还有部分细颗粒通过土工合成材料被带走，遗留下较粗的颗粒，从而与滤层相邻一定厚度的土层逐渐自然形成一个反滤带，阻止土粒的继续流失，最后趋于稳定平衡。亦即土工合成材料与其相邻接触部分土层共同形成了一个完整的反滤系统。将土工合成材料铺放在上游面快事护坡下面，起反滤和隔离作用；同样也可铺放在下游排水体（如电排水或棱体排水）周围起反滤作用，以防止管涌；也可铺放在均匀土坝的坝体内，起竖向排水作用，这样可有效的降低均质坝的坝体浸润线，提高下游坝体的稳定性，渗流水沿土工合成材料进入水平排水体，最后排至坝体外。具有这种排水作用的土工合成材料，要求在纵向（即土工合成材料本身的水平方向）有较大的渗透系数。
具有相同孔径尺寸的无纺土工合成材料和砂的渗透性大致相同。但土工合成材料的孔隙率比砂高的多，土工合成材料的密度约为砂的1／10，因而当土工合成材料和砂具有相同的反滤特征时，则所需土工合成材料质量要比砂少90%。此外，土工合成材料滤层的厚度为砂反滤层1／100至1／1000，其所以能如此，是因为土工合成材料的结构保证了它的连续性。为此，在具有相同反滤特征条件下，土工合成材料的质量仅为砂层的1／1000至1／10000。
二、排水作用
具有一定厚度的土工合成材料有良好的三维透水特征，它除了可作透水作用外，还可使水经过土工合成材料的平面迅速沿水平方向排走，构成水平排水层。
三、隔离作用
在修筑道路时，一般路基和路床顺次施工，运营时由于荷载压力和雨水的通过，使路基材料、路床材料和一般材料都混合在一起，使原设计的强度、排水和过滤的功能减弱，为了防止这种现象的发生，可将土工合成材料设置在二种不同特性的材料间，不使其混杂，但又能保持统一的作用，起渗透膜的作用，防止软弱土层侵入路基的碎石，不然会引起翻浆冒泥，最后使路基和路床的设计厚度减小，导致道路的破坏。
在铁路工程中，铺设土工合成材料后籍以保持轨道的稳定性，并减少养护费用。土工合成材料也可用于材料的储存和堆放，避免材料的损失和劣化，对废料还可有助于防止污染。
用作隔离的土工合成材料，其渗透性应大于所隔离土的渗透性，在承受动载作用时，土工合成材料还应有足够的耐磨性，当被隔离材料或土层间无水流作用时，也可用不透水的土工膜。
四、防渗作用
土工膜和复合土工合成材料可以防止液体德尔渗漏，气体的挥发和保护环境。可用于土石坝和库区的防渗；渠道、隧道和涵管周围防渗；防止各类大型液体容器或水池的渗漏和蒸发；可用于修筑施工围堰等。
五、防护作用
土工合成材料对土体或水面可起防护作用，如防止河岸或海岸被冲刷；防止土体的冻害，防止水面蒸发或空气中的灰尘污染水面。
六、加筋作用
当土工织物或土工隔栅埋设在土体内适当位置，依靠它们与土界面的相互作用（摩阻与咬合），限制了土体的侧向位移，提高了土体的强度和稳定性，其应用范围有：加固土坡和堤坝、地基及挡土墙。
土工合成材料在路堤工程中的作用有：1、可使边坡变陡，节省占地面积；2、防止滑动路堤通过路堤和地基土；3、防止路堤下因承载力不足而破坏；4、跨越可能的沉陷区。
由于土工合成材料有较高的强度，又具有较好的柔性，且能紧贴于地基表面，使其上部施加的荷载能均匀分布在地层中，铺设的土工合成材料将阻止破坏面的出现，从而提高地基承载力。在软土地基上家和后可能会产生蠕变，对铺设土周围的地基土会引起侧面隆起。如将土工合成材料铺设在软土地基的表面，由于土工材料承受拉力和土的磨擦作用，组织了地基土的侧向挤出，从而减小了变形增大了地基稳定性。在沼泽地、泥炭土和软粘土上建造临时道路是土工合成材料最为重要的用处之一。
在挡土结构的土体中，每隔一定垂直距离铺设加筋作用的土工合成材料时，对临时性的挡墙，可只用土工合成材料包裹着砂来填筑。另外，由于这种类型的墙面往往是不平整的，所以通常用表土覆盖的墙面同时也可防止日光紫外线的照射对土工合成材料的强度损伤。对于长期使用的挡墙，往往都采用混凝土墙板。■
参考资料
[1] 《土工合成材料应用技术规范》
[2] 叶书麟、叶观宝，《地基处理与托换技术》，中国建筑工业出版社
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