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土工合成材料的定義范文1
關鍵詞：鋼材；水泥；土工合成物
一、鐵路工程施工材料的檢測的重要性
鐵路工程施工所使用的原材料種類繁多。鐵路工程中常用的原材料有如下幾種：第一是鋼材；第二是水泥；第三是骨料；第四是石材；第五是土；第六是土工合成材料等。這些材料的質量關系著整個鐵路程實施，對鐵路工程來說是非常重要的。鐵路工程材料是鐵路工程的物質基礎，其質量的優劣直接影響鐵路工程的質量。鐵路工程材料的質量檢驗通過對材料各項技術特性的判斷，依據國家頒布的標準、規范及規定，來防止不合格的鐵路工程材料用于鐵路，從而可以對鐵路工程的質量起到預防和把關的作用。
二、鐵路工程施工材料的檢測方法
（一）鋼材檢測
1、鋼材拉伸試驗
試驗應在10～35℃溫度下進行，對溫度要求嚴格的試驗溫度應在（23±5）℃。各種類型試驗機均可使用，試驗機誤差應符合相關的技術規程，基本滿足如下規定：試驗機應具備調速指示裝置，試驗時能在標準規定的速度范圍內靈活調節；試驗機應具備記錄或顯示裝置，能滿足標準測定力學性能的要求；試驗機應由計量部門定期進行檢定，試驗時所使用力的范圍應在檢定范圍內。
2、彎曲試驗
在進行彎曲試驗前，首先要掌握剛進彎曲試驗及彎心直徑規定，然后檢查鋼筋受彎曲部分表面是否存在裂紋、鱗落或斷裂現象，在壓力機或試驗臺進行試驗時，要保證試驗溫度維持在18℃到28℃之間。選取設置試驗機支輥長度應大于鋼材試樣直徑，并具有足夠硬度，支輥間距離能夠調節，并在試驗期間保持不變。
3、屈服強度試驗
呈現明顯屈服現象的金屬材料，相關產品標準應規定測定上屈服強度、下屈服強度或兩者。如未具體規定，應測定上屈服強度和下屈服強度，或只測定下屈服強度。按照定義采用下列方法測定上屈服強度和下屈服強度。若測定屈服強度，在試樣平行長度的屈服期間應變速率應在0.00025～0.0025m/s之間，并應盡可能保持恒定。如不能直接控制這一速率，則應通過調節在屈服開始前的應力將其固定，直至屈服階段過后。
（二）水泥檢測
1、水泥密度的試驗檢測
其方法是在恒溫條件下，用煤油置換出水泥的體積，然后通過李氏瓶細脛的刻度將其測出。這種方法在經濟上比較具有優勢，但是其操作步驟及其麻煩并且耗時太長。
2、水泥比表面積試驗檢測
其方法是測量定量的空氣通過水泥層的時間來得到表面積的比值。
3、水泥細度試驗檢測
目前，水泥細度試驗檢測方法使用較為廣泛的為手工篩析法、水篩法和負壓篩析法等。手工篩析法是通過不同規格的篩子對水泥進行充分過濾篩析，最后將水泥的剩余量通過計算的出數據來表示水泥的細度。這種方法較為簡單，但是對于標準篩的規格精準度有著較高的要求，并且該實驗的精準度受人為影響較大。水篩法通過水龍頭對篩網上的水泥進行沖洗，然后對篩網進行處理得到剩余量，算出細度。這種方法相對于手工篩選法在精準度上有了教的提高但是，在對篩網進行烘干的過程中，會較大的增加實驗的時間。負壓篩析是直接精度較高的負壓篩析儀對水泥進行負壓，測定出實驗的數據指標。負壓篩析法與手工篩選法和水篩法相比，準確度和時間有了極大的提高。
4、顆粒組成的試驗檢測
水泥的顆粒組成的試驗檢測主要有沉降法和激光衍射兩種方法。沉降法是通過不同泥塊顆粒在液體中沉降速度的不同來確定顆粒組成的。激光衍射法是通過激光分析儀對水泥直接進行測量，它的操作簡單、時間較短并且適用較為廣泛，但是缺點是儀器成本費用較大。
5、水泥稠度試驗檢測
水泥稠度的試驗檢測方法有維卡標準法和試錘法。維卡標準法是根據標準試桿在不同水泥中的沉降量來測定水泥稠度的；試錘法是將標準試桿替換成試錘來測定水泥稠度。兩種方法都會受到水泥凝結時間的影響，并且本身存在誤差。
（三）土體檢測
土作為鐵路路基填筑的主要原料，主要分為改良土及級配碎石。根據其分類及使用部位的不同，需要按要求摻入適量的水泥或石灰等摻和料或固化劑對其改良，按最優含水率加水進行拌合，經壓實和養生后，使其達到抗壓強度滿足路基設計要求。改良土的主要檢測項目有含水率測定、重型擊實試驗、無側限抗壓強度、水泥或石灰的劑量測定（EDTA測定法）。檢驗批次的要求為同一取土場，同一批次每五千方作為一個檢驗批，不足批次的按一個批次檢驗。級配碎石的檢測項目主要有針片狀含量、黏土團及有機物含量、質軟易破碎顆粒含量、綜合顆粒密度、最大干密度、最佳含水率、顆粒級配等。同一批次為不大于兩千方作為一檢驗批次。
（四）土工合成材料試驗
常規試驗為最常用的、操作較簡單的基本試驗，包括物理、力學和水力學性能試驗。目前用土工直剪儀進行小尺寸的土與土工合成材料界面摩擦試驗用得也比較多。
1、物理和力學性能
物理指標為土工織物的重量和厚度。力學指標內容較多，單向受力有條帶拉伸、握持拉伸和撕裂3種試驗；周向受力試驗有圓球頂破、脹破、CBR頂破、刺破及落錐等5種試驗。這10項指標測定均可遵循紡織系統頒布的國家標準進行試驗。
土工合成材料的主要檢測參數是拉伸性能的項目，其中土工布拉伸性能的檢測方法有三種。寬條法和條樣法在試驗準備的形狀尺寸上有較大不不同，可依據相關的產品規范選擇不同的拉伸試驗方法，從而選擇不同的樣條進行拉伸；一般土工布拉伸性能的檢測都采用GB/T 15788-2005標準中寬條法，試樣的寬度要求為（200±1）mm，夾具間距為100mm；而編織土工布則采用GB/T 3923.1-1997標準中條樣法，要求試驗寬度為50mm，夾具間距為200mm。土工格柵主要檢測項目是拉伸強度和伸長率，多數采用的是單肋試樣。寬條法，即試樣寬度至少為200mm寬，并有足夠的長度。采用寬條試樣和較慢的拉伸速率，可有效降低橫向收縮，使得試驗結果更加符合實際情況。土工合成材料的其他檢測參數項目，如頂破強力、撕破強力等項目，對比國標試驗方法和《JTG E50-2006公路工程土工合成材料試驗規程》，主要在于拉伸速度不同，實驗的原理和試樣的尺寸是一致的。以梯形撕破強力為例，《GB/T 13763-2010土工布梯形法撕破強力試驗方法》中設定的拉伸速率為50mm/min，而《JTG E50-2006公路工程土工合成材料試驗規程》中設定的拉伸速率為100mm/min±5 mm/min。聚乙烯土工膜的撕裂強度檢測方法則采用《QB/T 1130-1991塑料直角撕裂性能試驗方法》中直角型試樣。
2、水力學性能
土工織物的水力特性在巖土工程應用中十分重要，在20世紀80年代由巖土工程師們研究和制定了測定土工織物滲透系數和孔徑兩項試驗。不久ISO國際標準通過了滲透系數和孔徑試驗標準。
3、土-土工合成材料相互作用的界面摩擦特性
其試驗設備大多采用土工試驗直剪儀和土工試驗箱。利用直剪儀作界面直剪摩擦試驗，將土工織物固定在上盒底部或下盒頂部，盒內填土進行直剪試驗。利用土工試驗箱進行拉拔摩擦試驗，箱內填土，土工合成材料埋在土中，進行拉拔。這種試驗制樣較困難，一般常規試驗僅用小尺寸直剪儀進行砂土一土工織物的直剪摩擦試驗。
參考文獻
土工合成材料的定義范文2
【關鍵詞】軟土地基；房屋建筑工程；處理方法
由于軟土地基主要由粘土和粉土等細微顆粒含量多的松軟土、孔隙大的有機質土、泥炭以及松散砂等土層構成。這就影響了房屋的安全，給房屋帶來了許多大的安全隱患，一旦發生了事故，就會產生不可預想的后果，本文從軟土地基的定義和危害講起，具體分析了房屋建筑工程軟土地基的處理方法。從根本上解決軟土地基的問題。
1.軟土地基
1.1軟土地基的定義
軟土是指濱海、湖沼、谷地、河灘沉積的天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低的細粒土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低、固結系數小、固結時間長、靈敏度高、擾動性大、透水性差、土層層狀分布復雜、各層之間物理力學性質相差較大等特點。由此可以看出軟土地基定義是指強度低，壓縮量較高的軟弱土層，多數含有一定的有機物質。中國的高級房屋設計規范將其定義為：主要由粘土和粉土等細微顆粒含量多的松軟土、孔隙大的有機質土、泥炭以及松散砂等土層構成，地下水位高，有機土上的填方及構造物穩定性差且發生沉降的地基。
1.2軟土地基的危害
而我國領土遼闊，既有沿海、大山又有沙漠，所以軟土較多，這就導致軟土地基較多。而軟土地基的性質因地而異，因層而異，不可預見性大。在設計、施工過程中，稍有疏忽就會出現質量事故。已知是軟土地基，但是未做好軟土地基處理，造成路堤失穩或危及線外建筑物，例如：汕頭磊口大橋引道.由于高填土引起線外土地隆起，民房受損.路基難以穩定，只好增加橋梁長度，建成后一段時間，仍然出現錐坡不均勻下沉，又做了處理，現已改建新橋。中山縣附近的獅窖口橋，原設計是拱式橋跨，臺背填土較高.由于高填土的推力作用和地基嚴重下沉，使橋臺被推壞，拱體損傷，新路旁的老公路被擠移，將一條近10m寬的水溝填塞，路外廠房和民房受損，迫不得已改變橋型（原拱橋拆掉重建梁橋），增大橋長，降低路堤。堆料不當，未按規定分層填筑，填土過快，碾壓不當，造成路堤失穩。例如：新會虎坑、大洞橋的引道，原設計對軟基都作了袋裝砂并結合砂墊層加固處理，由于投資限制，大部分路段的處理被取消。在施工過程中，有幾處路堤發生滑塌現象，通車后整個路段不均勻沉降明顯。主要原因是堆料不當，未按規定分層填筑，也未作施工觀測，填土過快，碾壓不當。其填料采用開山石渣土，其中合有大塊石，運料沒有做到均勻卸土，合理分層，而是堆成厚層用強振碾壓，使強度很低、靈敏度很高的軟土地基受到破壞。末作加固處理但按規定施工的路段，雖然后來沉降較大，但沒有發生破壞。所以軟土地基對大橋、道路和房屋都有巨大的危害。
2.房屋建筑工程軟土地基處理的目的
地基處理的目的是利用換填、夯實、擠密、排水、膠結、加筋和熱學等方法對地基土進行加固，用以改良地基土的工程特性。提高地基的抗剪強度，降低地基的壓縮性，改善地基的透水特性，改善地基的動力特性，改善特殊土的不良地質特性地基處理的對象是軟弱地基和特殊土地基。
3.房屋建筑工程軟土地基處理方法
3.1水泥土攪拌樁法
水泥土攪拌樁是膠結法處理軟土地基的一種，它利用水泥或石灰等材料作為固化劑的主劑，通過特制的深層攪拌機械，在地基深處將軟土和固化劑（漿液或粉體）強制攪拌，利用固化劑與軟土之間所產生的一系列物理、化學反應，使軟土固結成具有整體性、水穩定性和一定強度的地基，以達到提高地基承載力、減少地基沉降量的目的。其地基應視為復合地基，樁同承擔荷載。它具有施工速度快，設備輕便，便于移動，方法容易掌握，處理深度較大等優點。但是在水泥攪拌樁打入軟土之前要進行試樁，檢測該軟土對水泥攪拌樁的影響和水泥樁在軟土中的應力測試。從而來了解在水泥攪拌樁打入軟土前的各項指標如：樁的硬度，樁的粗細等等，之后確定水泥攪拌樁的數量和樁的指數。試樁在每個標段中必須要超過5根，而且在試樁成功之后水泥攪拌樁才可以正式施工。對試樁進行檢驗時，可在7天之后將試樁直接開挖取出或在兩周后取芯，看水泥攪拌樁是否攪拌均勻以及水泥土強度是否滿足設計要求。之后就開始施工，深層水泥攪拌樁的施工工藝流程為：樁位放樣一鉆機就位一檢驗與調整鉆機一正循環鉆進到設計深度一打開高壓注漿泵一反循環提鉆、同時噴水泥漿到工作基準面 0.3米以下一重復攪拌下鉆、同時噴水泥漿到設計深度一反循環提鉆到地表一成樁結束一對下一根樁進行施工。
3.2土工合成材料加筋加固法
由于在軟土地基上建設高層建筑，加樁的地基不一定能承受這么大的壓力，這需要在加樁的軟土地基里加入一定的土合材料。一定土工合成材料的作用機理在砂墊層中間鋪設一層具有一定強度的土工合成材料，增加了地基土的抗剪強度，提高了路堤的穩定性。同時復合體具有一定的剛度。上部荷載得到有效的調整，使差異沉降減少，均勻度好。由于復合體能承受較大拉力，地基受力變小，路堤中心沉降明顯減小。由于土工合成材料與砂墊層的整體作用，不僅減少了不均勻沉降，而且還可減少地基的總沉降，適應路堤的快速填筑，而荷載的迅速增加。加快了軟土的固結作用。從而使沉降加快。減少后期沉降，形成一種良性循環。在這樣固結的軟土上做地基，就能承受更大的荷重。
3.3真空預壓法
真空預壓方法不需要堆載，省去了加載和卸荷工序，縮短了預壓時間，省去了大量堆載材料，所使用的設備及施工工藝均比較簡單，無需大量的大型設備，便于大面積施工。該方法能有效地解決承受荷重不足等問題。真空預壓法的主要工藝流程是在需要加固的軟土地基內設置砂井或塑料排水板，然后在地面鋪設砂墊層，其上覆蓋不透氣的密封膜使其與大氣隔絕，通過埋設于砂墊層中的吸水管道，用真空裝置進行抽氣，將膜內空氣排出，因而在膜內外產生氣壓差，氣壓差即轉變成作用于地基上的荷載，地基不會產生剪切破壞，這對軟土地基是有利的。
3.4換填墊層法
當軟弱土層厚度不很大時，可將路基面以下處理范圍內的軟弱土層部分或全部挖除，然后換填強度較大的土或其它穩定性能好、無侵蝕性的材料（通常是滲水性好的礫料）稱為換填或墊層法。此法處理的經濟實用高度一般為2～3m，如果軟弱土層厚度過大，則采用換填法會增加棄方與取土方量而增大工程成本。
4.結語
現階段人們對土地的需求越來越大，高層建筑也越來越多，所以對質量要求也很高，合理和科學的利用房屋建筑工程軟土地基處理方法，會使地基承受的荷重增加，節約資源，保證了房屋的質量安全?！?/p>
【參考文獻】
土工合成材料的定義范文3
關鍵詞：深厚軟土 軟土路基 處理技術
一、前言
隨著我國道路建設的迅猛發展，在道路的施工建設過程中，不可避免的會遇到深厚軟土路基，與普通的路基不同，軟土路基的強度很低、固結時間長、易產生變形等特性，在外載荷的作用下引起地基的過大的變形或是沉降等一系列的問題，因此，在軟土路基上建造建筑物或進行道路施工，必須要對軟土路基進行相應的處理，采取一定的技術措施改善軟土路基的工程特性，消除各種不利的因素，確保在軟土路基上施工的穩定性和安全性。
二、深厚軟土路基及其特點
我國《公路軟土地基路堤設計與施工技術規范》中給出軟土的定義為：濱海、湖沼、谷地、河灘沉積中具有天然含水量高、孔隙比大、壓縮性大、抗剪強度低等特點的細粘土。軟土路基是指壓縮層主要由淤泥、淤泥質土、雜填土、吹填土或者是由壓縮性極高的土層組成的路基。一般認為土基在外載荷的作用下，使得路基的強度不夠或會產生過大的變形，導致建筑物出現下沉、嚴重時會引起裂縫直至破壞，這種路基就稱之為軟土路基。大量的工程實踐證明，軟土厚度超過1.5cm的軟土路基稱之為深厚軟土路基。由于深厚軟土路基具有固結速度很慢，處理難度很大，施工沉降大的等難點，因此，關于這些問題要不斷加強這方面的研究。
三、深厚軟土路基表層處理技術
表層處理就是通過利用軟土自身的力學特性或者利用外加處理材料的特性，使得軟土路基的表面形成一個受力的范圍，通過擴大器受力的范圍，可以有效地降低深層軟土的受力，進而降低了深層軟土遭到破壞的可能性。
（1）采用軟土硬殼層對軟土路基進行回填碾壓處理。軟土硬殼層是指細微的土壤顆粒，在水流沖擊的作用下，沉積在內陸湖泊以及海洋沿岸等處從而形成了不同類型的軟土結構。由于軟土硬殼層的連結力的增加，使得土壤的應力集中逐步擴散，從而降低了軟土路基的沉降的可能性，同時，還進一步地提高了土壤的承載能力，有效地增加了路基的極限高度。研究者根據工程實踐的經驗總結出采用軟土硬殼層來設計施工路基的步驟，其中包括現場勘探、分析勘探數據資料、確定設計方案、試驗驗證、正式施工等。
（2）采用堆載預壓法技術處理軟土路基。堆載預壓法是指通過利用軟土路基自身的重力，逐漸使軟土路基下層加速固結的一種方法。堆載預壓是在建筑物建造之前，對地基進行堆載預壓，逐漸使軟土路基固結，以滿足建筑物對軟土地基穩定性的要求。
（3）采用土工合成材料技術處理軟土路基。土工合成材料是指利用巖土工程并結合合成材料加工成的產品的總稱，通常有反濾、排水、隔離和加固補強等功能。軟土路基常用的土工合成材料有土工織物和格柵兩種。
四、深厚軟土路基深層處理技術
軟土路基表層處理是依靠軟土自身的應力應變的性能,結果是形成一種修補結構，由于許多軟土段的結構物對工后沉降的要求很嚴格，僅依靠表層的處理并不能滿足其要求，這就需要對軟土路基進行深層的處理。
（1）采用預應力管樁技術處理軟土路基。這種處理技術是指在樁頂上接有由鋼筋混凝土制成的樁帽、管樁以及地基組成復合地基，此作用下可使地基得到加強。管樁的設計包括墊層的設計（其組成類型、厚度、應力以及強度的分析等），管樁的設計（管樁的類型、尺寸、形狀以及樁帽的設計等），計算地基沉降的幅度和側向的變形情況以及驗證地基的穩定性四個組成部分。沉樁采用的方法分為錘擊、振動、靜力壓樁方法三種。
（2）采用沉管灌注樁技術處理軟土路基。施工程序為樁孔就位、沉管、拔鋼管以及振搗混凝土、下放鋼筋籠、澆筑混凝土到樁頂。沉管灌注樁分為錘擊和振動兩種。
（3）采用深層攪拌樁技術處理軟土路基。該方法用于加固飽和的軟粘土地基，其原理是以水泥作為固化劑，經過深層攪拌之后，在鉆井的過程中將其注入， 漿液與軟土固化成具有一定強度的水泥土，從而起到了加固地基的作用。水泥攪拌法常用于加固各種飽和的軟粘土，一般水泥作為固化劑最為常用。深層水泥攪拌技術包括水泥漿噴射攪拌和水泥粉噴射攪拌兩種施工方法。
（4）采用塑料排水板的技術處理軟土路基。塑料排水板可以替代砂井起到排水的作用，排水過程要流暢，因此，塑料排水板要具有較強的滲透能力，同時還應具有一定的抗拉、抗折強度，抗老化的性能以及在水中保證不會變形，強度不會降低等性能。
五、深厚軟土路基監測技術
由于路堤載荷的作用造成地基沉降以及并影響穩定性，同時也會影響到周圍的地基和建筑物，處理不當，會引起致路堤失穩，建筑物遭到破害等一系列的問題，因此，在深基坑和隧道施工中需要運用地基檢測技術，軟土路基檢測的項目如下所示。
1 地面沉降檢測 該檢測是指把沉降儀器埋設在路堤的地面中進行測量，從而檢測出地基在一定時間中的沉降量。
2 深層沉降檢測 該檢測是把沉降儀器埋設在距路堤具有一定的深度進行測量，用來檢測地基的壓縮厚度以及地基各層的變形情況。
3 路基穩定觀測 該檢測是指通過利用路基上的位移觀測樁檢測其移動的情況，以檢測地基的水平移動和隆起，從而確保路堤施工的穩定性。
4 土壓力觀測 該檢測是指在路基的施工過程當中，通過提前埋設在路基表層下面或是路基的機體內的土壓力計，以測量其壓力的變化情況，檢測出的數據作為施工的指導。
六、深厚軟土區橋臺后路基處理技術
軟土地基上橋臺往往采用短承樁，橋臺的沉降量很小。由于橋頭路堤的填方很高，使得作用在地基的載荷很大，作用在橋臺上的土壓力也變大，因此，要確保好橋頭路堤地基的穩定性和有效地減小橋臺和后臺的沉降差，處理橋頭路基通常有永久處理和易修補處理兩種方法。
七、結論
深厚軟土路基處理的好壞直接影響著道路的承載能力，軟土路基在道路施工建設和建造建筑物的過程中比較的常見，因此，對軟土路基的處理問題要展開的一系列的研究，本文簡要的介紹了處理軟土路基的幾項關鍵技術，并總結了一些處理方法的設計步驟，可以根據軟土路基不同的特點采取相應的處理技術，進而保證工程的施工質量。
參考文獻：
[1] 劉鵬.深厚軟土路基處理關鍵技術的研究.上海交通大學碩士學位論文.2006
土工合成材料的定義范文4
關鍵詞：復合土工膜 等效孔徑 缺陷滲透量 墊層材料 復合防滲層 試驗現象
Observation of Leakage due to Defects in Geomembranes
Abstract : Combine the actual engineering— composite geomembrane tilting core dam， a seepage instrument is designed to test the leakage due to defects geomembranes . Gained the real leakage due to defects in geomembranes under different aperture of damnification， different water pressure. Analyzing the primary factor that influences the magnitude of leakage due to defects in geomembranes. The study will offer the reference basis for the design of geomembranes.
Key words: composite geomembranes; equivalent aperture; leakage due to defects
in geomembranes; underlay material; composite seepage prevention structures; testing phenomenon
1 引言
在水利工程設計中，防滲設計一直占據著舉足輕重的地位。復合土工膜是一種很好的防滲材料，完整無損的土工膜的滲透系數在10-12～10-13m3/s，可近似認為其是不透水的。但是，土工膜常因制造和施工因素造成缺陷，成為滲漏的主要通道。從而影響其防滲性能。本次試驗就是考慮這種情況，結合某工程復合土工膜斜墻壩設計的基本情況，研究復合土工膜和地基材料（中細砂、礫石）組成的復合防滲層，由于在工程在施工過程中，可能對復合土工膜產生損壞，因而影響復合土工膜的防滲效果，試驗結合試驗室的室內條件，研究該復合防滲層的缺陷滲漏量大小及其變化規律。自行設計試驗裝置，通過試驗量測復合土工膜在破損的情況下通過其的缺陷深透量，并對所測結果進行分析評估，為設計單位提供合理的設計依據。
2 試驗研究
2.1試驗材料
試驗材料根據顆分曲線配制，共選兩種，中細砂和礫石。選用南京的砂礫石配制成試樣。礫石料的 孔 隙 率按15~20%控制，顆分曲線見表1及圖 3。中細砂的相 對 密 度 按0.7控制，顆分曲線見表2及圖4。土料干密 度為： 中 細 砂 γd=1.6 t/m3。礫石γd=2.05 t/m3。復合土工膜規格為300 g/0.8 mm/300 g。墊層材料的滲透系數由另一試驗測得。中細砂的滲透系數ks＝0.88×10-3 cm/s，礫石的滲透系數ks＝0.35×10-1 cm/s。
2.2 試驗模型設計及試驗裝置
2．2．1 試驗模型設計 根據國內外工程滲漏量實測數據的統計分析，施工產生的缺陷約每4000 m2出現一個，接縫不實形成的缺陷，尺寸的等效孔徑一般為1～3 mm。對于特殊部位（與附屬建筑物的連接處）可達5 mm。其他一些偶然因素產生的土工膜缺陷的等效直徑為10 mm。并提出缺陷的等效直徑為2 mm孔徑小孔，可代表由接縫缺陷所引起的；直徑為10 mm的孔徑稱為大孔，可代表偶然因素引起的;介于這兩者之間，直徑為5 mm的孔，我們定義為中孔。本次試驗就是人為在復合土工膜上鉆出上述的這三種孔，分別研究其復合土工膜與不同的地基（中細砂、礫石）組成的復合防滲層的缺陷滲漏量。
結合試驗條件，在復合土工膜上分級加載的水壓為0.1 MPa、0.15 MPa、0.2 MPa、0.4 MPa、0.5 MPa、0.706 MPa、1.0MPa。
圖3 復合防滲層缺陷滲透量的試驗裝置
裝置的主體部分如上圖。壓力水通過調壓設備從箭頭處流入該裝置中。
將配制好的墊層材料裝入用有機玻璃制作的圓筒中，該圓筒的內徑為 1 000 mm，高1 020 mm。沿圓筒壁鉛直方向鉆孔，孔徑ф2mm，該圓孔間距為80 mm，沿水平方向該圓孔間距為50 mm。
為了保證試驗的準確性真實反映水流進入模擬地基材料的滲透機理，保證有壓水只有經復合土工膜中心孔進入模擬地基材料，不準許有壓水沿圓筒的周邊滲到下面的模擬地基材料材料中，我們采取了兩項措施：
第一，在上圓筒周邊和復合土工膜之間用防滲的特殊的密封劑粘結。另外還在周邊的復合土工膜河上圓筒壁之間墊上彈性的硬質橡膠板；第二，在上圓筒周邊的法蘭上和下底板（圖中3是厚10mm的鋼板）上用32只ф12的鋼筋緊固周邊的復合土工膜和上圓筒壁之間的彈性硬質橡膠板，密封無間隙，確保有壓水只有經過復合土工膜的中心孔（ф2、ф5、ф10）過水到墊層材料中去，這些措施在這次試驗中很成功。
對于墊層材料的填實，我們采用了分層施工法，先按照材料要求和圓筒的體積，配制好礫石、中細砂材料，然后把材料分成五等份采用逐層夯實到規定的高度，這樣確保滿足材料的密度和顆分曲線的要求。
2．2.2試驗現象及其測得數據
1) 在各種工況試驗結束，打開模型掀開復合土工膜都看到在復合土工膜缺陷等效孔徑下的墊層材料中心都被滲漏水沖刷出一個“沖刷坑”，
2) 在缺陷滲透量的測量過程中，我們觀察到滲透量的大小變化并不是隨著時間的延長而單調遞增，而是先增加，在達到某一值后趨于下降，之后慢慢穩定在一定值。例如我們對某種工況的量測結果如下：
3） 試驗的出水位置是從裝置的底部開始。
3 試驗結果分析
本次試驗持續五個月，測量結果準確有效。試驗材料是根據具體工程所配制，對工程的設計具有一定的參考價值。
在水壓的作用下，隨著復合土工膜缺陷孔徑的增大，其缺陷滲漏量亦增大。但是沒有明顯的線性關系。缺陷滲透量的大小也隨著加載水頭的增大而增大。在相同復合土工膜缺陷的等效孔徑下，缺陷滲漏量的大小和組成復合防滲層的地基材料的滲透系數有關，滲透系數大的缺陷滲漏量亦大。
《復合土工合成材料工程手冊》中提到，水從土工膜的破損處進入土體防滲層后流線被假設如下圖：從試驗現象分析，在垂直防滲的條件下，此種假設有一定道理。因為缺陷滲透量的出水位置是從底向上。因為該試驗裝置的底部是不透水的，當流線如圖1運動遇到阻隔時，便從底部周圍的透水孔流出，這與我們觀察到的現象符合。
對于本次試驗觀測到的現象，缺陷滲透量先增大后減小之后趨于穩定，我們可以歸因于以下兩點：第
一，土體防滲層在水流的作用下，其內部結構發生了變化，致使土體的滲透系數減小，缺陷滲透量也相應減??；第二，土工膜在水壓力的作用下，隨著時間的
增加，其和下面土體的接觸愈加緊密。這樣，土工膜下面的接觸面流減少，缺陷滲透量也相應的減小。
4 結論
關于計算缺陷滲透量的模型公式，目前國內外的經驗還不是很成熟。Giroud通過一些理論分析和近似處理，導出了適合于is>1.0一般情況下復合防滲層缺陷滲透量計算的經驗公式。但是以往的經驗公式用于本次試驗有很大的誤差。故本次試驗在模型模擬方面還有一定的工作須做。這些將在以后的時間里進行研究。
參考文獻
土工合成材料的定義范文5
軟粘上中最常見的、工程地質性質最差的要數淤泥或淤泥質土。通常工程上把天然孔隙比大于或等于1.5的亞粘土、粘土稱為淤泥，而把孔隙比大于1.0小于1.5的粘土稱為淤泥質粘土。其主要特性有：
一、軟土地基的特性
1．孔隙比和天然含水量大。我國軟土的天然孔隙比一般e=1~2之間，淤泥和淤泥質土的天然含水量w=50~70%，一般大于液限，高的可達200%。
2．壓縮性高。我國淤泥和淤泥質土的壓縮系的一般都大于0.5Mpa-1，建造在這種軟土上的建筑物將發生較大的沉降，尤其是沉降的不均性，會造成建筑物的開裂和損壞。
3．透水性弱。軟土含水量大，可是，透水性卻很小，滲透系數k≤1(mm/d)。由于透水性如此微小，土體受荷載作用后，往往呈現很高的孔隙水壓力，影響地基的壓密固結。
4．抗剪強度低。軟土通常呈軟塑一流塑狀態，在外部荷載作用下，抗剪性能極差，根據部分資料統計，我國軟土無側限抗剪強度一般小于30KN/m2（相當于0.3kg/cm2）。不排水剪時，其內磨擦角∮幾乎等于零，抗剪強度僅取決于凝聚力C，C＜30KN/m2，固結快剪時，∮一般為5°~15°。因此，提高軟土地基強度的關鍵是排水。如果土層有排水出路，它將隨著有效壓力的增加而逐步固結。反之，若沒有良好的排水出路，隨著荷載的增大，它的強度可能衰減。在這類軟土上的建筑物盡量采用“輕型薄壁”，減輕建筑荷重。
5．靈敏度高。軟粘土上尤其是海相沉積的軟粘土，在結構未被破壞時具有一定的抗剪強度，但一經擾動，抗剪強度將顯著降低。軟粘土受到擾動后強度降低的特性可用靈敏度（在含水量不變的條件下，原狀土與重塑土無側限抗壓強度之比）來表示，軟粘土的靈敏度一般在3~4之間，也有更高的情況。因此，在高靈敏度的軟土地基上筑堤時應盡量避免對地基土的擾動。
沖填土是水力沖填形成的產物。含砂量較高的沖填土，其固結情況和力學性質較好；含粘粒較多的沖填土往往強度較低，壓縮性較高，具有欠固結性。
雜填土大多由建筑垃圾、生活垃圾和工業廢料堆填而成，因此在結構上具有無規律性。以生活垃圾為主的填上，腐殖質含量較高，強度較低，壓縮性較大。以工業殘渣為主的填土，可能含有水化物，遇水后容易發生膨脹和崩解，使填土強度降低。
二、軟土地基上堤防失穩的破壞機理
引起軟土地基上堤防滑動破壞的根本原因，在于軟弱地基中某個面上的剪應力超過了它的抗剪強度，穩定平衡遭到破壞。主要有兩方面因素：一是由于剪應力的增加，例如大堤施工中上部填土何重的增加；降雨使土體容重增加；水位降落產生滲流力；地震、打樁等引起的動荷載等。二是由于軟土地基本身抗剪強度的減小。例如孔隙水應力的升高；氣候變化產生的干裂、凍融；粘土夾層因浸水而軟化以及粘性土的蠕變等。
對堤防工程進行穩定分析時，通常是將假想滑動面以上土體看作剛體，并以它為脫離體，分析在極限平衡條件下其上各種作用力，并以整個滑動面上的平均抗剪強度與平均剪應力之比來定義它的安全系數，即
TfFn=
式中：
F—堤防穩定安全系數；
Tf—滑動面處土體的平均抗剪強度；
T—作用于滑動面上的平均剪應力。
Fn＜1土體處于穩定狀態；Fn＜1土體處于滑動狀態或有滑動的趨勢；Fn=1，土體處于臨界狀態。因此，要使處于滑動狀態或有滑動趨勢的土體達到穩定狀態，必須Fn＞1（堤防工程等級不同，Fn取值也不同，通常在1.05~1.30之間），通常有兩種方法：一是提高土體的抗剪強度，使孔隙水應力充分消散，如對地基進行加固等；二是減小作用在土體上的剪應力，如減小堤防的橫斷面積，盡量避免對堤防的擾動等。第一種方法在工程中被廣泛采用。
三、軟土地基上筑堤常用的地基處理方法及適用條件
堤防工程，常用的軟土地基處理方法有下列幾種：
1．堤身自重擠淤法
堤身自重擠淤法就是通過逐步加高的堤身自重將處于流塑態的淤泥或淤泥質土外擠，并在堤身自重作用下使淤泥或淤泥質土中的孔隙水應力充分消散和有效應力增加，從而提高地基抗剪強度的方法。在擠淤過程中為了不致產生不均勻沉陷，應放緩堤坡、減慢堤身填筑速度，分期加高。其優點可節約投資；缺點是施工期長。此法適合于地基呈流塑態的淤泥或淤泥質土，且工期不太緊的情況下采用。
2．拋石擠淤法
拋石擠淤法就是把一定量和粒徑的塊石拋在需進行處理的淤泥或淤泥質土地基中，將原基礎處的淤泥或淤泥質土擠走，從而達到加固地基的目的。一般按以下要求進行：將不易風化的石料（尺寸一般不宜小于30cm）拋填于被處理堤基中，拋填方向根據軟土下臥地層橫坡而定。橫坡平坦時自地基中部漸次向兩側擴展；橫坡陡于1:10時，自高側向低側拋填。最后在上面鋪設反濾層。這種方法施工技術簡單，投資較省，常用于處理流塑態的淤泥或淤泥質土地基。
3．墊層法
墊層法就是把靠近堤防基底的不能滿足設計要求的軟土挖除，代以人工回填的砂、碎石、石渣等強度高、壓縮性低、透水性好、易壓實的材料作為持力層?？梢跃偷厝〔?，價格便宜，施工工藝較為簡單，該法在軟土埋深較淺、開挖方量不太大的場地較常采用。
4．預壓砂井法
預壓法是在排水系統和加壓系統的相互配合作用下，使地基土中的孔隙水排出。常用的排水系統有水平排水墊層、排水砂溝或其它水平排水體和豎直方向的排水砂井或塑料排水板；加壓系統有堆載預壓、真空預壓或降低地下水位等。當堆載預壓和真空預壓聯合使用時又稱真空聯合堆載預壓法?；咀龇ㄈ缦拢合葘⒌燃庸谭秶鷥鹊闹脖缓捅硗燎宄?，上鋪砂墊層；然后垂直下插塑料排水板，砂墊層中橫向布置排水管，用以改善加固地基的排水條件；再在砂墊層上鋪設密封膜，用真空泵將密土膜以內的地基氣壓抽至80kpa以上。該方法往往加固時間過長，抽真空處理范圍有限，適用于工期要求較寬的淤泥或淤泥質土地基處理。流變特性很強的軟粘土、泥炭土，不宜采用此法。
5．振動水沖法
振沖法是利用一根類似插入式混凝土振搗器的機具，稱為振沖器，有上、下兩個噴水口，在振動和沖擊荷載的作用下，先在地基中成孔，再在孔內分別填入砂、碎石等材料，并分層振實或夯實，使地基得以加固。用砂樁、碎石樁加固初始強度不能太低（初始不排水抗剪強度一般要求大于20kpa），對太軟的淤泥或淤泥質上不宜采用。
石灰樁、二灰樁是在樁孔中灌入新鮮生石灰，或在生石灰中摻入適量粉煤灰、火山灰（常稱為二灰），并分層擊實而成樁。它通過生石灰的高吸水性、膨脹后對樁周土的擠密作用，離子交換作用和空氣中的CO2與水發生酸化反應使被加固地基強度提高。
6．旋噴法
旋噴法是利用旋噴機具造成旋噴樁以提高地基的承載能力，也可以作聯鎖樁施工或定向噴射成連續墻用于地基防滲。旋噴樁是將帶有特殊噴嘴的注漿管置于土層預定深度后提升，噴嘴同時以一定速度旋轉，高壓噴射水泥固化漿液與土體混合并凝固硬化而成樁。所成樁與被加固上體相比，強度大，壓縮性小。適用于沖填土、軟粘土和粉細砂地基的加固。對有機質成分較高的地基土加固效果較差，宜慎重對待。而對于塘泥土、泥炭土等有機質成分極高的土層應禁用。
7．強夯法
強力夯實是將80KN即相當于8tf以上的夯錘，起吊到很高的地方（一般6~30m），讓錘自由落下，對土進行夯實。經夯實后的土體孔隙壓縮，同時，夯點周圍產生的裂隙為孔隙水的出逸提供了方便的通道，有利于土的固結，從而提高了土的承載能力，而且夯后地基由建筑荷載所引起的壓縮變形也將大為減小。強夯法適用于河流沖種層，濱海沉積層黃土、粉土、泥炭、雜填土等各種地基。
8、土工合成材料加筋加固法將土工合成材料平鋪于堤防地基表面進行地基加大，能使堤防荷載均勻分散到地基中。當地基可能出現塑性剪切破壞時，土工合成材料將起到阻止破壞面形成或減破壞發展范圍的作用，從而達到提高地基承載力的目的。此外，土工合成材料與地基土之間的相互磨擦將限制地基土的側向變形，從而增加地基的穩定性。
土工合成材料的定義范文6
關鍵詞：粉噴樁 軟基設計 施工要點
0 引言
軟土是淤泥和淤泥質土的總稱。主要是由天然含水量大，壓縮性高、承載能力低的淤泥沉積物及少量腐殖質所組成的土。軟土是指濱海、湖沼、谷地、河灘沉積的天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低的細粒土。
目前軟基的主要處理方法有以下幾種：①塑料排水板；②攪拌樁（粉噴樁與深攪樁）；③土工合成材料加筋；④等（超）載預壓等。相比之下，由于粉噴樁具有施工周期及預壓期短、工后沉降小等特點，在高速公路軟基處理中得到廣泛應用。
1 粉噴樁的設計方法及其注意事項
1.1 粉噴樁的定義
粉噴樁屬于深層攪拌法加固地基方法的一種形式，也叫加固土樁。深層攪拌法是加固飽和軟粘土地基的一種新穎方法，它是利用水泥、石灰等材料作為固化劑的主劑，通過特制的攪拌機械就地將軟土和固化劑(漿液狀和粉體狀)強制攪拌，利用固化劑和軟土之間所產生的一系列物理一化學反應，使軟土硬結成具有整體性、水穩性和一定強度的優質地基。粉噴樁就是采用粉體狀固化劑來進行軟基攪拌處理的方法。
粉噴樁最適合于加固各種成因的飽和軟粘土，目前國內常用于加固淤泥、淤泥質土、粉土和含水量較高的粘性土。
1.2 設計要求
①粉噴樁的設計樁徑為50cm，樁邊距1.0m，在平面上呈梅花形布置（詳見附件），不采用正方形布置。粉噴樁樁頂鋪設50cm厚砂礫石墊層，樁頂不需伸入墊層內。持力層深度除根據地質資料外，還應根據鉆進時電流表的讀數值來確定，當鉆桿鉆進時電流表讀數明顯上升，說明已進入持力層，樁長須穿透軟土層并深入持力層內50cm。粉噴樁處理后的單樁承載力須大于250KN，地基承載力不小于250KN。對于一般路基段，經計算如工后沉降量大于45cm，則宜采用粉噴樁處理軟基，樁間距應根據經粉噴樁處理后地基承載力是否滿足要求來確定。如工后沉降量小于45cm而大于30cm，則采用土工合成材料加筋配合等載預壓進行處理。
用粉噴樁處理路段路堤的預壓高度為路槽設計高加預壓期沉降量，即預壓期末（一般為60d）路槽頂面應沉到設計高，鋪筑路面前無需移去預壓土方量，僅需整理路槽即可。
②基準期及容許工后沉降。柔性路面設計使用年限為15年，按目前通常的做法，基準期亦為15年，即從開放交通之日起至路面大修日止，所發生的沉降視為工后沉降。其容許值對于一般路段取30cm，涵洞及箱型通道處取20cm，其它人工構造物與路堤毗連處取10cm。
2 粉噴樁施工預案
2.1 材料要求
噴粉使用的粉體固化劑為425號普通水泥，要求新鮮無結塊，入罐時應經篩網過濾，最大粒度不超過5mm，不得含有紙屑、塑料布、石子等雜質；石灰用磨細生石灰，最大粒徑小于0.2mm，要求質地純凈無雜質，含氧化鈣和氧化鎂的總和應不少于85%，其中氧化鈣的含量不低于80%。
2.2 施工程序
①施工工藝流程：測量放線樁機就位鉆孔插管
噴粉移動機具。
②測量放線：根據設計要求，定出孔位作出標記。
③施工機械設備：噴粉樁機及配套水泥罐、貯灰罐及噴粉系統、空氣壓縮機。噴粉樁機由液壓步履式底架、井架和導向加減壓機構、鉆機傳動系統、鉆具、液壓系統、噴粉系統、電氣系統等部分組成。
④施工工藝要點:
a施工前進行場地平整，樁位放線，組裝架立噴粉樁機。檢查主機各部的連接，液壓系統、電氣系統、噴粉系統各部分安裝試調情況及灰罐、管路的密封連接情況是否正常，做好必要的調整和緊固工作，排除異常情況后，進料口應加蓋密封。
b成樁時，先用噴粉樁機在樁位鉆孔，至設計要求深度后，將鉆頭以1.0-1.2m/min速度邊旋轉邊提升，同時通過粉噴系統將水泥（或石灰粉）通過鉆桿端噴嘴定時，定量向攪動的土體噴粉，使土體和水泥（或石灰）進行充分攪拌混合。
c樁體噴粉要求一氣呵成，不得中斷，每根樁裝一次灰并攪噴完。噴粉深度在鉆桿上標線控制，噴粉壓力控制在0.5-0.8MPa。
d單位樁長噴粉量是控制成樁質量的關鍵，噴粉量隨樁體強度而定，一般為45-50Kg/m，工程的噴粉量應一次大體調定。噴粉先里排后外排，可由一端向另端進行。
e當鉆頭提升到高于樁頂面約500mm，噴粉系統停止向孔內噴射水泥（或石灰粉）時，樁體即告完成。為保證質量，上部1.5-2.5m可復鉆孔噴粉一次。
f噴樁自然養護14天以上始可挖土，以免在水平力作用下造成斷樁。
2.3 施工注意事項
①每一根樁開鉆后必須連續施工，嚴格控制噴灰及?；視r間，不得間斷。嚴禁在尚未噴灰的情況下進行鉆桿提升作用，以確保粉噴樁質量和長度。
②如遇停電，機械故障等原因而噴粉中斷，應及時記錄中斷深度，待恢復正常后進行復打，復打重疊段不應小于1m。
③鉆桿下沉前，應用經緯儀檢查或垂線量測鉆桿的傾斜度，使傾斜度值不大于1.5%。
④深層攪拌機噴灰提升至原地面以下50cm時，應關閉空壓機，防止固化劑噴入大氣層。
⑤在樁徑變更時應對直徑進行復核，對使用過的鉆頭須隨時檢查，且磨損量不得大于1cm。
2.4 加固質量與檢測
噴粉樁工程質量檢查及地基強度檢測，目前按以下方式進行：
①樁成型的開挖觀測：對挖出的樁體進行直觀檢查，
檢查其樁位、樁徑是否應符合設計要求，檢查噴攪的均勻程度。
②資料檢查：即對施工記錄的檢查，以復檢樁端和停灰面標高、噴粉量是否符合設計要求，檢查施工時是否發現異?，F象等。
③樁體強度檢測：
a樁體的靜力觸探（以養護齡期為14天）。
b樁身取樣進行室內立方強度試驗。
c應力波測試（為樁數的10-15%）。
d靜壓試驗：測定單樁或復合地基承載力。
3 技術經濟比較
復合地基由于其充分利用樁和樁間同作用的特有優勢，以及相對低廉的工程造價得到了越來越廣泛的應用。該工藝技術簡便，在地下水位較高的地區進行熱源廠建設中，在清除原有建筑物基礎后，人為造成的不良軟土地基加固可采用該技術，既經濟又合理。
大量工程實踐證明，水泥粉噴樁工藝具有施工快、建筑材料省、造價低、強度高等優點。
①施工周期短，每臺班可完成300-400m左右。
②加固體強度相當于漿液攪拌法的2倍。
③材料成本低，每延米僅10元左右，工程造價比漿液攪拌低1/3。
參考文獻：
