土工合成材料性能檢測技術的應用研究

鐘鎖藍

摘要：土工合成材料和傳統的施工材料相比性能更強，所以被很多建筑工程廣泛的使用，需要注意的是在使用土工合成材料的時候要先進行檢測，檢測合格之后才能進行使用。

關鍵詞：土工合成材料;性能檢測技術;應用

1? 引言

土工合成材料是多種材料合成在一起的材料，用于巖土工程建設中，一般使用在土體的內部以及表面上。土工合成材料也叫土工布。這種材料具有的一些性能是傳統材料沒有的，而且發展的速度快，使用的范圍廣。但是因為在材料的研發上時間短，所以材料的某些性能還不完善，因此在使用的時候，就要檢查才能的性能。下面簡單的探討下該材料性能檢測。

2? 土工合成材料的分類及功能

2.1? 材料的分類

現階段，國內較為典型的土工合成材料主要有四類：

2.1.1? 土工織物。此類型材料具備透水性，是基于傳統編制技術而形成的產品，例如紡織物、編織物等;

2.1.2? 土工膜。其具備相對不透水的特性，以聚合物為原材料經特定工藝制得，如聚合物土工膜;

2.1.3? 土工復合材料。其構成略顯復雜，由至少2種材料構成，應用較為廣泛的有復合土工膜等;

2.1.4? 土工特種材料，是當前工程建設中的主要材料形式，如土工格柵、土工帶。從滲透性的角度來看，可以將土工合成材料分為兩大類別，即滲透與不滲透兩種，由至少2種土工合成材料經特定工藝后即可制得土工復合材料。

2.2? 功能

工程經驗表明，土工合成材料具備的功能較為豐富，盡管在同一水運工程中所發揮出的作用也可能具有多樣性。基于土工合成材料的應用，能夠提升水運工程在反濾、防滲等方面的水平，可總結為七大功能。

水運工程建設規模普遍較大，各區域的應用需求有所區別，但土工合成材料是各類水工結構的重要構成部分已經在大量工程實例中得到證實，如被應用在以防波堤為代表的堤身結構中，同時還是軟基處理中必不可少的材料。

3? 土工合成材料在各領域中的應用

3.1? 土工合成材料在公路建設工程中的應用

土工合成材料在公路建設中使用能夠增加公路路基的增加，充分的解決公路平常出現的路面裂縫和公路使用的壽命。

3.2? 土工合成材料在建筑工程方面的應用

土木工程在建筑建設的時候能夠制成多種功能制品，加入土工合成材料之后能夠解決排水固結、地基加筋墊層等問題，讓建筑工程在建設的時候更加的穩固，增加建筑工程的安全性，給人們的生活的社會發展都帶來非常大的幫助。

3.3? 土工合成材料在鐵路建設中的應用

在鐵路建設里面土工合成材料主要作用就是加固、排水、防治嚴寒地區凍融等方面。不管是在老鐵路上還是在新鐵路上都能使用土工合成材料。在鐵路兩邊用土工合成材料能夠延長鐵道邊擋墻的壽命，減少成本。

3.4? 在防沖刷領域的應用

3.4.1? 護底軟體排結構穩定性及余排寬度計算通過土工織物與壓載塊體兩類材料的結合，可形成護底軟體排，其在保砂、透水等方面都具有優良的效果，可提升與河床變形的協調性，改善守護區遭嚴重沖刷的問題。通過對水運工程的實例分析，得知：

3.4.1.1 壓載塊穩定性易受到多方面因素影響，以波高和周期最為明顯。在波流共同作用下，出現壓載塊卷邊失穩現象，伴隨波高的不斷加大，這一現象將更為明顯。

3.4.1.2 根據軟土排壓載體力學平衡原理，綜合考慮壓載體位置、波流等方面的因素，在此基礎上依據公式可確定軟體排臨界失穩底流速。

3.4.1.3 根據余排的功能，以維持主體建筑穩定為基本目標，提出一套計算方法，將其用于余排寬度分析工作中。

3.4.2? 新型軟體排土工布材料的開發及應用

常規方式下，連鎖塊軟體排土工布主要由三類材料構成，即機織布、無紡布以及適量的加筋帶。從當前發展環境來看，人工、原材料等領域的成本明顯提升，為提升水運工程的經濟效益，行業內出現了一種新型材料，即NRG護墊。

4? 土工合成材料性能測試現狀

4.1? 物理性能試驗

土工合成材料的主要物理性能指標包括單位面積質量和厚度。單位面積質量與抗拉強度、頂破強度等力學性能指標及孔隙率、滲透系數等水力學指標關系很密切，是非常重要的指標。單位面積質量的測試國際上已有比較一致的方法，只是對土工格柵類產品尚無相應的。

土工合成材料的厚度是指其在承受一定壓力時正反面之間的垂直距離，一般以mm表示。大多數土工合成材料受壓時厚度變化很大，而在工程應用中.由于厚度的變化會使材料的孔隙率、透水性、孔徑大小及分布等水力學特性發生很大的變化，故厚度及厚度隨壓力的變化很有實際意義。目前國內外對厚度的測定方法尚不統一。

4.2? 頂破及刺破試驗

頂破試驗用來測試土工合成材料抵抗垂直織物平面的法向壓力的能力。當前常用的頂破試驗有三種方法：Mullen脹破試驗，也稱液壓頂破或薄膜脹破試驗、圓球頂破試驗以及CBR頂破試驗。前兩種源自紡織品試驗，后一種源自土工試驗，這三種方法的工作原理相差不大。由于CBR頂破試驗試樣夾持容易，設備簡單，并易于被巖土工程師們所接受，所以其應用比另兩種方法廣泛得多，其中在歐洲比在美國用得更普遍。

5? 土工合成材料性能測試未來發展方向

5.1? 滿足設計要求

在測試材料性能的時候會使用一些傳統的方法，例如有限元法，盡管這些方法使用的次數多，但是在測試的時候過度的依賴數據，在保證數據準確的情況下，才能完成測試。但是現在一些參數還是未知，沒有辦法準確的計算出數據。例如在測試土體合成材料的摩擦性以及應變關系的時候，其中一些參數就不能確定。而設計也對材料的性能測試有了不一樣的要求。當材料在集中受力的時候，材料的力學變化情況。當材料在承受交變作用的時候，其機械性能的變化。有了這些要求，實驗的方式也應該改變。設計與試驗有一定的關系，在確定某種方案的時候，就要對方案進行試驗，以此來保證工程的合理。

5.2? 土工合成材料性能測試技術要時刻符合新材料的發展

在現實生活中，每出現一個新型材料，工作人員就必須要對其進行相應的檢測，在根據檢測的結果分析材料的性能。現在我國有很多行業都在和巖土行業進行合作，其中紡織行業是合作最好的一個行業，出現的新興材料也會更多。這些新興材料的出現的特點就是成本低、性能高。所以只有加強材料的檢測力度才能更好的保障材料的性能。

6? 結語

建筑行業的快速發展會給社會帶來很多的幫助，但是因為發展的速度快也會出現一些問題，這些問題如果不能及時解決也會在一定程度上影響建筑行業的發展。土工合成材料的出現雖然在很大程度上解決了很多的問題，但因為土工合成材料使用時間比較短的問題在實際使用的時候還是會出現一系列的質量問題，要想保證質量，一定要讓相關部門加強對土工合成材料性能檢測和管理的監督，只有這樣才能保證土工合成材料性能檢測技術更好的進行發展。

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