土工材料在水利防滲工程中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn):土工膜是一種柔性防滲材料,具有可靠地防滲功能,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,施工方便,防滲效果好,節(jié)省工程造價(jià),加快工期等顯著優(yōu)點(diǎn),土工材料是柔性材料,在力學(xué)上它還能夠改善堤壩本身的結(jié)構(gòu)性能,當(dāng)壩體承受拉應(yīng)力時(shí),由于它有較高的抗拉強(qiáng)度,故可承擔(dān)土體的部分拉應(yīng)力,從而抑制土體的應(yīng)變,對(duì)堤壩的豎向沉降量小,對(duì)堤壩水平位移起著一定的抑制作用,可改變堤壩的滲透路徑,使堤壩內(nèi)應(yīng)力應(yīng)變隨之發(fā)生改變,引起應(yīng)力的重新調(diào)整,使小主應(yīng)力有較大改變,而大主應(yīng)力變化較小。
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土工合成材料在我國(guó)公路工程中的應(yīng)用雖然只有十幾年的歷史,但由于其施工方便、造價(jià)低廉,效果明顯,技術(shù)可行等優(yōu)點(diǎn),因而得到了迅速的發(fā)展,已大量應(yīng)用于路橋工程的各種場(chǎng)合。但對(duì)土工合成材料在工程中經(jīng)常性檢查、維護(hù)做的不夠,對(duì)工作狀況進(jìn)行原位觀測(cè)更為少見(jiàn),對(duì)使用經(jīng)驗(yàn)性進(jìn)行總結(jié),提高到理性的高度還做的很少,理論大大落后于實(shí)踐的狀況尚未從根本上改變。根據(jù)土工材料的工作機(jī)理、材料的特性、工程的邊界條件和破壞模式,針對(duì)使用土工材料的建筑物的設(shè)計(jì)計(jì)算和分析方法還有待于進(jìn)一步研究。隨著土工合成材料的性能不斷完善和劃等號(hào)需要的不斷增長(zhǎng),土工合成材料將會(huì)更廣泛的應(yīng)用的工程的各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中去,成為工程中不可缺少的材料。
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土工膜在水利防滲工程中應(yīng)用情況及優(yōu)缺點(diǎn):土工膜在壩工中的應(yīng)用,從地域上看已很廣泛,國(guó)內(nèi)已經(jīng)普遍接受了這種新型的防滲材料和技術(shù)。許多工程實(shí)錄都表明它的防滲效果良好、經(jīng)濟(jì)、施工方便,有推廣使用價(jià)值。國(guó)內(nèi)在壩工中使用土工膜防滲雖然較晚,但從土工膜承受20m以上水頭的實(shí)例所占的百分?jǐn)?shù)來(lái)看,接近了國(guó)外的水平,且國(guó)內(nèi)也有土工膜承受超過(guò)50m水頭的實(shí)例。這些都說(shuō)明國(guó)內(nèi)在壩工使用土工膜的技術(shù)水平已逐漸接近國(guó)際先進(jìn)水平。關(guān)于土工膜的厚度目前有兩種觀點(diǎn):一種是主張用厚膜(膜厚>1.0mm),以歐洲國(guó)家為多;另一種觀點(diǎn)是使用薄膜(膜厚<1.0mm),以美洲國(guó)家和我國(guó)的實(shí)例較多,這些壩的使用情況至今仍然很好,因而值得很好地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。根據(jù)上述情況以及目前SL/T225-98《水利水電工程土工合成材料應(yīng)用技術(shù)技術(shù)規(guī)范》和GB50290-98《土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》中所列入的土工膜在堤壩中的防滲使用規(guī)定,都表明土工膜防滲技術(shù)在我國(guó)堤壩中的應(yīng)用已經(jīng)逐漸成熟。這將為這項(xiàng)新技術(shù)和新材料在堤壩中的推廣應(yīng)用提供良好的范例。
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土工膜的類(lèi)型大體可分為如下幾類(lèi):
(1)現(xiàn)場(chǎng)制成的非加筋土工薄膜:現(xiàn)場(chǎng)非加筋土工薄膜即是在工地防滲面現(xiàn)場(chǎng)(土體或混凝土表面)噴涂一層熱的或冷的粘性材料,常用材料是瀝青、瀝青和彈性材料混合物及其他聚合物(如聚氨基甲酸脂)。這種土工薄膜的主要優(yōu)點(diǎn)是不存在拼接的問(wèn)題,價(jià)格低,但厚度較厚,約3~7.5mm。
(2)現(xiàn)場(chǎng)制成的加筋土工薄膜:現(xiàn)場(chǎng)加筋土工薄膜是在現(xiàn)場(chǎng)將一層織物先鋪設(shè)在需要施工的防滲面上,然后在織物上噴涂一層熱的或冷的粘性材料,使透水性很低的粘性材料浸漬在織物的表層,以形成整體性的防滲薄膜。所用的粘性材料與上述di一種土工薄膜相同。起加筋作用的織物,早期主要為玻璃纖維布,現(xiàn)大多使用針刺無(wú)紡?fù)凉た椢铩_@種土工薄膜的典型厚度為3~7.5mm。
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(3)工廠預(yù)制非加筋土工薄膜:預(yù)制非加筋土工薄膜使用聚合物、彈性體以及低分子材料通過(guò)滾壓和擠壓工藝制成,是一種沒(méi)有任何織物加筋的均質(zhì)薄膜。其典型厚度為0.25~4mm(擠壓工藝)和0.25~2mm(滾壓工藝)。
(4)工廠預(yù)制復(fù)合土工膜:預(yù)制復(fù)合土工膜是將土工織物通過(guò)滾壓或噴涂使表面浸漬或粘合一層聚合物薄膜,應(yīng)用 較多的是非織造針刺土工織物,其單位面積質(zhì)量一般為200~600g/m2 。復(fù)合土工膜在工廠制造時(shí)可以有兩種方法,一是將織物和膜共同壓成;另外根據(jù)工程的質(zhì)量也可在織物上涂抹聚合物以形成二層(俗稱(chēng)一布一膜)、三層(二布一膜)、五層(三布二膜)的復(fù)合土工膜。
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