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土工合成材料的定义范文1
关键词：钢材；水泥；土工合成物
一、铁路工程施工材料的检测的重要性
铁路工程施工所使用的原材料种类繁多。铁路工程中常用的原材料有如下几种：第一是钢材；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。这些材料的质量关系着整个铁路程实施，对铁路工程来说是非常重要的。铁路工程材料是铁路工程的物质基础，其质量的优劣直接影响铁路工程的质量。铁路工程材料的质量检验通过对材料各项技术特性的判断，依据国家颁布的标准、规范及规定，来防止不合格的铁路工程材料用于铁路，从而可以对铁路工程的质量起到预防和把关的作用。
二、铁路工程施工材料的检测方法
（一）钢材检测
1、钢材拉伸试验
试验应在10～35℃温度下进行，对温度要求严格的试验温度应在（23±5）℃。各种类型试验机均可使用，试验机误差应符合相关的技术规程，基本满足如下规定：试验机应具备调速指示装置，试验时能在标准规定的速度范围内灵活调节；试验机应具备记录或显示装置，能满足标准测定力学性能的要求；试验机应由计量部门定期进行检定，试验时所使用力的范围应在检定范围内。
2、弯曲试验
在进行弯曲试验前，首先要掌握刚进弯曲试验及弯心直径规定，然后检查钢筋受弯曲部分表面是否存在裂纹、鳞落或断裂现象，在压力机或试验台进行试验时，要保证试验温度维持在18℃到28℃之间。选取设置试验机支辊长度应大于钢材试样直径，并具有足够硬度，支辊间距离能够调节，并在试验期间保持不变。
3、屈服强度试验
呈现明显屈服现象的金属材料，相关产品标准应规定测定上屈服强度、下屈服强度或两者。如未具体规定，应测定上屈服强度和下屈服强度，或只测定下屈服强度。按照定义采用下列方法测定上屈服强度和下屈服强度。若测定屈服强度，在试样平行长度的屈服期间应变速率应在0.00025～0.0025m/s之间，并应尽可能保持恒定。如不能直接控制这一速率，则应通过调节在屈服开始前的应力将其固定，直至屈服阶段过后。
（二）水泥检测
1、水泥密度的试验检测
其方法是在恒温条件下，用煤油置换出水泥的体积，然后通过李氏瓶细胫的刻度将其测出。这种方法在经济上比较具有优势，但是其操作步骤及其麻烦并且耗时太长。
2、水泥比表面积试验检测
其方法是测量定量的空气通过水泥层的时间来得到表面积的比值。
3、水泥细度试验检测
目前，水泥细度试验检测方法使用较为广泛的为手工筛析法、水筛法和负压筛析法等。手工筛析法是通过不同规格的筛子对水泥进行充分过滤筛析，最后将水泥的剩余量通过计算的出数据来表示水泥的细度。这种方法较为简单，但是对于标准筛的规格精准度有着较高的要求，并且该实验的精准度受人为影响较大。水筛法通过水龙头对筛网上的水泥进行冲洗，然后对筛网进行处理得到剩余量，算出细度。这种方法相对于手工筛选法在精准度上有了教的提高但是，在对筛网进行烘干的过程中，会较大的增加实验的时间。负压筛析是直接精度较高的负压筛析仪对水泥进行负压，测定出实验的数据指标。负压筛析法与手工筛选法和水筛法相比，准确度和时间有了极大的提高。
4、颗粒组成的试验检测
水泥的颗粒组成的试验检测主要有沉降法和激光衍射两种方法。沉降法是通过不同泥块颗粒在液体中沉降速度的不同来确定颗粒组成的。激光衍射法是通过激光分析仪对水泥直接进行测量，它的操作简单、时间较短并且适用较为广泛，但是缺点是仪器成本费用较大。
5、水泥稠度试验检测
水泥稠度的试验检测方法有维卡标准法和试锤法。维卡标准法是根据标准试杆在不同水泥中的沉降量来测定水泥稠度的；试锤法是将标准试杆替换成试锤来测定水泥稠度。两种方法都会受到水泥凝结时间的影响，并且本身存在误差。
（三）土体检测
土作为铁路路基填筑的主要原料，主要分为改良土及级配碎石。根据其分类及使用部位的不同，需要按要求掺入适量的水泥或石灰等掺和料或固化剂对其改良，按最优含水率加水进行拌合，经压实和养生后，使其达到抗压强度满足路基设计要求。改良土的主要检测项目有含水率测定、重型击实试验、无侧限抗压强度、水泥或石灰的剂量测定（EDTA测定法）。检验批次的要求为同一取土场，同一批次每五千方作为一个检验批，不足批次的按一个批次检验。级配碎石的检测项目主要有针片状含量、黏土团及有机物含量、质软易破碎颗粒含量、综合颗粒密度、最大干密度、最佳含水率、颗粒级配等。同一批次为不大于两千方作为一检验批次。
（四）土工合成材料试验
常规试验为最常用的、操作较简单的基本试验，包括物理、力学和水力学性能试验。目前用土工直剪仪进行小尺寸的土与土工合成材料界面摩擦试验用得也比较多。
1、物理和力学性能
物理指标为土工织物的重量和厚度。力学指标内容较多，单向受力有条带拉伸、握持拉伸和撕裂3种试验；周向受力试验有圆球顶破、胀破、CBR顶破、刺破及落锥等5种试验。这10项指标测定均可遵循纺织系统颁布的国家标准进行试验。
土工合成材料的主要检测参数是拉伸性能的项目，其中土工布拉伸性能的检测方法有三种。宽条法和条样法在试验准备的形状尺寸上有较大不不同，可依据相关的产品规范选择不同的拉伸试验方法，从而选择不同的样条进行拉伸；一般土工布拉伸性能的检测都采用GB/T 15788-2005标准中宽条法，试样的宽度要求为（200±1）mm，夹具间距为100mm；而编织土工布则采用GB/T 3923.1-1997标准中条样法，要求试验宽度为50mm，夹具间距为200mm。土工格栅主要检测项目是拉伸强度和伸长率，多数采用的是单肋试样。宽条法，即试样宽度至少为200mm宽，并有足够的长度。采用宽条试样和较慢的拉伸速率，可有效降低横向收缩，使得试验结果更加符合实际情况。土工合成材料的其他检测参数项目，如顶破强力、撕破强力等项目，对比国标试验方法和《JTG E50-2006公路工程土工合成材料试验规程》，主要在于拉伸速度不同，实验的原理和试样的尺寸是一致的。以梯形撕破强力为例，《GB/T 13763-2010土工布梯形法撕破强力试验方法》中设定的拉伸速率为50mm/min，而《JTG E50-2006公路工程土工合成材料试验规程》中设定的拉伸速率为100mm/min±5 mm/min。聚乙烯土工膜的撕裂强度检测方法则采用《QB/T 1130-1991塑料直角撕裂性能试验方法》中直角型试样。
2、水力学性能
土工织物的水力特性在岩土工程应用中十分重要，在20世纪80年代由岩土工程师们研究和制定了测定土工织物渗透系数和孔径两项试验。不久ISO国际标准通过了渗透系数和孔径试验标准。
3、土-土工合成材料相互作用的界面摩擦特性
其试验设备大多采用土工试验直剪仪和土工试验箱。利用直剪仪作界面直剪摩擦试验，将土工织物固定在上盒底部或下盒顶部，盒内填土进行直剪试验。利用土工试验箱进行拉拔摩擦试验，箱内填土，土工合成材料埋在土中，进行拉拔。这种试验制样较困难，一般常规试验仅用小尺寸直剪仪进行砂土一土工织物的直剪摩擦试验。
参考文献
土工合成材料的定义范文2
【关键词】软土地基；房屋建筑工程；处理方法
由于软土地基主要由粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙大的有机质土、泥炭以及松散砂等土层构成。这就影响了房屋的安全，给房屋带来了许多大的安全隐患，一旦发生了事故，就会产生不可预想的后果，本文从软土地基的定义和危害讲起，具体分析了房屋建筑工程软土地基的处理方法。从根本上解决软土地基的问题。
1.软土地基
1.1软土地基的定义
软土是指滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。具有天然含水量高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂、各层之间物理力学性质相差较大等特点。由此可以看出软土地基定义是指强度低，压缩量较高的软弱土层，多数含有一定的有机物质。中国的高级房屋设计规范将其定义为：主要由粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙大的有机质土、泥炭以及松散砂等土层构成，地下水位高，有机土上的填方及构造物稳定性差且发生沉降的地基。
1.2软土地基的危害
而我国领土辽阔，既有沿海、大山又有沙漠，所以软土较多，这就导致软土地基较多。而软土地基的性质因地而异，因层而异，不可预见性大。在设计、施工过程中，稍有疏忽就会出现质量事故。已知是软土地基，但是未做好软土地基处理，造成路堤失稳或危及线外建筑物，例如：汕头磊口大桥引道.由于高填土引起线外土地隆起，民房受损.路基难以稳定，只好增加桥梁长度，建成后一段时间，仍然出现锥坡不均匀下沉，又做了处理，现已改建新桥。中山县附近的狮窖口桥，原设计是拱式桥跨，台背填土较高.由于高填土的推力作用和地基严重下沉，使桥台被推坏，拱体损伤，新路旁的老公路被挤移，将一条近10m宽的水沟填塞，路外厂房和民房受损，迫不得已改变桥型（原拱桥拆掉重建梁桥），增大桥长，降低路堤。堆料不当，未按规定分层填筑，填土过快，碾压不当，造成路堤失稳。例如：新会虎坑、大洞桥的引道，原设计对软基都作了袋装砂并结合砂垫层加固处理，由于投资限制，大部分路段的处理被取消。在施工过程中，有几处路堤发生滑塌现象，通车后整个路段不均匀沉降明显。主要原因是堆料不当，未按规定分层填筑，也未作施工观测，填土过快，碾压不当。其填料采用开山石渣土，其中合有大块石，运料没有做到均匀卸土，合理分层，而是堆成厚层用强振碾压，使强度很低、灵敏度很高的软土地基受到破坏。末作加固处理但按规定施工的路段，虽然后来沉降较大，但没有发生破坏。所以软土地基对大桥、道路和房屋都有巨大的危害。
2.房屋建筑工程软土地基处理的目的
地基处理的目的是利用换填、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法对地基土进行加固，用以改良地基土的工程特性。提高地基的抗剪强度，降低地基的压缩性，改善地基的透水特性，改善地基的动力特性，改善特殊土的不良地质特性地基处理的对象是软弱地基和特殊土地基。
3.房屋建筑工程软土地基处理方法
3.1水泥土搅拌桩法
水泥土搅拌桩是胶结法处理软土地基的一种，它利用水泥或石灰等材料作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处将软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，利用固化剂与软土之间所产生的一系列物理、化学反应，使软土固结成具有整体性、水稳定性和一定强度的地基，以达到提高地基承载力、减少地基沉降量的目的。其地基应视为复合地基，桩同承担荷载。它具有施工速度快，设备轻便，便于移动，方法容易掌握，处理深度较大等优点。但是在水泥搅拌桩打入软土之前要进行试桩，检测该软土对水泥搅拌桩的影响和水泥桩在软土中的应力测试。从而来了解在水泥搅拌桩打入软土前的各项指标如：桩的硬度，桩的粗细等等，之后确定水泥搅拌桩的数量和桩的指数。试桩在每个标段中必须要超过5根，而且在试桩成功之后水泥搅拌桩才可以正式施工。对试桩进行检验时，可在7天之后将试桩直接开挖取出或在两周后取芯，看水泥搅拌桩是否搅拌均匀以及水泥土强度是否满足设计要求。之后就开始施工，深层水泥搅拌桩的施工工艺流程为：桩位放样一钻机就位一检验与调整钻机一正循环钻进到设计深度一打开高压注浆泵一反循环提钻、同时喷水泥浆到工作基准面 0.3米以下一重复搅拌下钻、同时喷水泥浆到设计深度一反循环提钻到地表一成桩结束一对下一根桩进行施工。
3.2土工合成材料加筋加固法
由于在软土地基上建设高层建筑，加桩的地基不一定能承受这么大的压力，这需要在加桩的软土地基里加入一定的土合材料。一定土工合成材料的作用机理在砂垫层中间铺设一层具有一定强度的土工合成材料，增加了地基土的抗剪强度，提高了路堤的稳定性。同时复合体具有一定的刚度。上部荷载得到有效的调整，使差异沉降减少，均匀度好。由于复合体能承受较大拉力，地基受力变小，路堤中心沉降明显减小。由于土工合成材料与砂垫层的整体作用，不仅减少了不均匀沉降，而且还可减少地基的总沉降，适应路堤的快速填筑，而荷载的迅速增加。加快了软土的固结作用。从而使沉降加快。减少后期沉降，形成一种良性循环。在这样固结的软土上做地基，就能承受更大的荷重。
3.3真空预压法
真空预压方法不需要堆载，省去了加载和卸荷工序，缩短了预压时间，省去了大量堆载材料，所使用的设备及施工工艺均比较简单，无需大量的大型设备，便于大面积施工。该方法能有效地解决承受荷重不足等问题。真空预压法的主要工艺流程是在需要加固的软土地基内设置砂井或塑料排水板，然后在地面铺设砂垫层，其上覆盖不透气的密封膜使其与大气隔绝，通过埋设于砂垫层中的吸水管道，用真空装置进行抽气，将膜内空气排出，因而在膜内外产生气压差，气压差即转变成作用于地基上的荷载，地基不会产生剪切破坏，这对软土地基是有利的。
3.4换填垫层法
当软弱土层厚度不很大时，可将路基面以下处理范围内的软弱土层部分或全部挖除，然后换填强度较大的土或其它稳定性能好、无侵蚀性的材料（通常是渗水性好的砾料）称为换填或垫层法。此法处理的经济实用高度一般为2～3m，如果软弱土层厚度过大，则采用换填法会增加弃方与取土方量而增大工程成本。
4.结语
现阶段人们对土地的需求越来越大，高层建筑也越来越多，所以对质量要求也很高，合理和科学的利用房屋建筑工程软土地基处理方法，会使地基承受的荷重增加，节约资源，保证了房屋的质量安全。■
【参考文献】
土工合成材料的定义范文3
关键词：深厚软土 软土路基 处理技术
一、前言
随着我国道路建设的迅猛发展，在道路的施工建设过程中，不可避免的会遇到深厚软土路基，与普通的路基不同，软土路基的强度很低、固结时间长、易产生变形等特性，在外载荷的作用下引起地基的过大的变形或是沉降等一系列的问题，因此，在软土路基上建造建筑物或进行道路施工，必须要对软土路基进行相应的处理，采取一定的技术措施改善软土路基的工程特性，消除各种不利的因素，确保在软土路基上施工的稳定性和安全性。
二、深厚软土路基及其特点
我国《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》中给出软土的定义为：滨海、湖沼、谷地、河滩沉积中具有天然含水量高、孔隙比大、压缩性大、抗剪强度低等特点的细粘土。软土路基是指压缩层主要由淤泥、淤泥质土、杂填土、吹填土或者是由压缩性极高的土层组成的路基。一般认为土基在外载荷的作用下，使得路基的强度不够或会产生过大的变形，导致建筑物出现下沉、严重时会引起裂缝直至破坏，这种路基就称之为软土路基。大量的工程实践证明，软土厚度超过1.5cm的软土路基称之为深厚软土路基。由于深厚软土路基具有固结速度很慢，处理难度很大，施工沉降大的等难点，因此，关于这些问题要不断加强这方面的研究。
三、深厚软土路基表层处理技术
表层处理就是通过利用软土自身的力学特性或者利用外加处理材料的特性，使得软土路基的表面形成一个受力的范围，通过扩大器受力的范围，可以有效地降低深层软土的受力，进而降低了深层软土遭到破坏的可能性。
（1）采用软土硬壳层对软土路基进行回填碾压处理。软土硬壳层是指细微的土壤颗粒，在水流冲击的作用下，沉积在内陆湖泊以及海洋沿岸等处从而形成了不同类型的软土结构。由于软土硬壳层的连结力的增加，使得土壤的应力集中逐步扩散，从而降低了软土路基的沉降的可能性，同时，还进一步地提高了土壤的承载能力，有效地增加了路基的极限高度。研究者根据工程实践的经验总结出采用软土硬壳层来设计施工路基的步骤，其中包括现场勘探、分析勘探数据资料、确定设计方案、试验验证、正式施工等。
（2）采用堆载预压法技术处理软土路基。堆载预压法是指通过利用软土路基自身的重力，逐渐使软土路基下层加速固结的一种方法。堆载预压是在建筑物建造之前，对地基进行堆载预压，逐渐使软土路基固结，以满足建筑物对软土地基稳定性的要求。
（3）采用土工合成材料技术处理软土路基。土工合成材料是指利用岩土工程并结合合成材料加工成的产品的总称，通常有反滤、排水、隔离和加固补强等功能。软土路基常用的土工合成材料有土工织物和格栅两种。
四、深厚软土路基深层处理技术
软土路基表层处理是依靠软土自身的应力应变的性能,结果是形成一种修补结构，由于许多软土段的结构物对工后沉降的要求很严格，仅依靠表层的处理并不能满足其要求，这就需要对软土路基进行深层的处理。
（1）采用预应力管桩技术处理软土路基。这种处理技术是指在桩顶上接有由钢筋混凝土制成的桩帽、管桩以及地基组成复合地基，此作用下可使地基得到加强。管桩的设计包括垫层的设计（其组成类型、厚度、应力以及强度的分析等），管桩的设计（管桩的类型、尺寸、形状以及桩帽的设计等），计算地基沉降的幅度和侧向的变形情况以及验证地基的稳定性四个组成部分。沉桩采用的方法分为锤击、振动、静力压桩方法三种。
（2）采用沉管灌注桩技术处理软土路基。施工程序为桩孔就位、沉管、拔钢管以及振捣混凝土、下放钢筋笼、浇筑混凝土到桩顶。沉管灌注桩分为锤击和振动两种。
（3）采用深层搅拌桩技术处理软土路基。该方法用于加固饱和的软粘土地基，其原理是以水泥作为固化剂，经过深层搅拌之后，在钻井的过程中将其注入， 浆液与软土固化成具有一定强度的水泥土，从而起到了加固地基的作用。水泥搅拌法常用于加固各种饱和的软粘土，一般水泥作为固化剂最为常用。深层水泥搅拌技术包括水泥浆喷射搅拌和水泥粉喷射搅拌两种施工方法。
（4）采用塑料排水板的技术处理软土路基。塑料排水板可以替代砂井起到排水的作用，排水过程要流畅，因此，塑料排水板要具有较强的渗透能力，同时还应具有一定的抗拉、抗折强度，抗老化的性能以及在水中保证不会变形，强度不会降低等性能。
五、深厚软土路基监测技术
由于路堤载荷的作用造成地基沉降以及并影响稳定性，同时也会影响到周围的地基和建筑物，处理不当，会引起致路堤失稳，建筑物遭到破害等一系列的问题，因此，在深基坑和隧道施工中需要运用地基检测技术，软土路基检测的项目如下所示。
1 地面沉降检测 该检测是指把沉降仪器埋设在路堤的地面中进行测量，从而检测出地基在一定时间中的沉降量。
2 深层沉降检测 该检测是把沉降仪器埋设在距路堤具有一定的深度进行测量，用来检测地基的压缩厚度以及地基各层的变形情况。
3 路基稳定观测 该检测是指通过利用路基上的位移观测桩检测其移动的情况，以检测地基的水平移动和隆起，从而确保路堤施工的稳定性。
4 土压力观测 该检测是指在路基的施工过程当中，通过提前埋设在路基表层下面或是路基的机体内的土压力计，以测量其压力的变化情况，检测出的数据作为施工的指导。
六、深厚软土区桥台后路基处理技术
软土地基上桥台往往采用短承桩，桥台的沉降量很小。由于桥头路堤的填方很高，使得作用在地基的载荷很大，作用在桥台上的土压力也变大，因此，要确保好桥头路堤地基的稳定性和有效地减小桥台和后台的沉降差，处理桥头路基通常有永久处理和易修补处理两种方法。
七、结论
深厚软土路基处理的好坏直接影响着道路的承载能力，软土路基在道路施工建设和建造建筑物的过程中比较的常见，因此，对软土路基的处理问题要展开的一系列的研究，本文简要的介绍了处理软土路基的几项关键技术，并总结了一些处理方法的设计步骤，可以根据软土路基不同的特点采取相应的处理技术，进而保证工程的施工质量。
参考文献：
[1] 刘鹏.深厚软土路基处理关键技术的研究.上海交通大学硕士学位论文.2006
土工合成材料的定义范文4
关键词：复合土工膜 等效孔径 缺陷渗透量 垫层材料 复合防渗层 试验现象
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
在水利工程设计中，防渗设计一直占据着举足轻重的地位。复合土工膜是一种很好的防渗材料，完整无损的土工膜的渗透系数在10-12～10-13m3/s，可近似认为其是不透水的。但是，土工膜常因制造和施工因素造成缺陷，成为渗漏的主要通道。从而影响其防渗性能。本次试验就是考虑这种情况，结合某工程复合土工膜斜墙坝设计的基本情况，研究复合土工膜和地基材料（中细砂、砾石）组成的复合防渗层，由于在工程在施工过程中，可能对复合土工膜产生损坏，因而影响复合土工膜的防渗效果，试验结合试验室的室内条件，研究该复合防渗层的缺陷渗漏量大小及其变化规律。自行设计试验装置，通过试验量测复合土工膜在破损的情况下通过其的缺陷深透量，并对所测结果进行分析评估，为设计单位提供合理的设计依据。
2 试验研究
2.1试验材料
试验材料根据颗分曲线配制，共选两种，中细砂和砾石。选用南京的砂砾石配制成试样。砾石料的 孔 隙 率按15~20%控制，颗分曲线见表1及图 3。中细砂的相 对 密 度 按0.7控制，颗分曲线见表2及图4。土料干密 度为： 中 细 砂 γd=1.6 t/m3。砾石γd=2.05 t/m3。复合土工膜规格为300 g/0.8 mm/300 g。垫层材料的渗透系数由另一试验测得。中细砂的渗透系数ks＝0.88×10-3 cm/s，砾石的渗透系数ks＝0.35×10-1 cm/s。
2.2 试验模型设计及试验装置
2．2．1 试验模型设计 根据国内外工程渗漏量实测数据的统计分析，施工产生的缺陷约每4000 m2出现一个，接缝不实形成的缺陷，尺寸的等效孔径一般为1～3 mm。对于特殊部位（与附属建筑物的连接处）可达5 mm。其他一些偶然因素产生的土工膜缺陷的等效直径为10 mm。并提出缺陷的等效直径为2 mm孔径小孔，可代表由接缝缺陷所引起的；直径为10 mm的孔径称为大孔，可代表偶然因素引起的;介于这两者之间，直径为5 mm的孔，我们定义为中孔。本次试验就是人为在复合土工膜上钻出上述的这三种孔，分别研究其复合土工膜与不同的地基（中细砂、砾石）组成的复合防渗层的缺陷渗漏量。
结合试验条件，在复合土工膜上分级加载的水压为0.1 MPa、0.15 MPa、0.2 MPa、0.4 MPa、0.5 MPa、0.706 MPa、1.0MPa。
图3 复合防渗层缺陷渗透量的试验装置
装置的主体部分如上图。压力水通过调压设备从箭头处流入该装置中。
将配制好的垫层材料装入用有机玻璃制作的圆筒中，该圆筒的内径为 1 000 mm，高1 020 mm。沿圆筒壁铅直方向钻孔，孔径ф2mm，该圆孔间距为80 mm，沿水平方向该圆孔间距为50 mm。
为了保证试验的准确性真实反映水流进入模拟地基材料的渗透机理，保证有压水只有经复合土工膜中心孔进入模拟地基材料，不准许有压水沿圆筒的周边渗到下面的模拟地基材料材料中，我们采取了两项措施：
第一，在上圆筒周边和复合土工膜之间用防渗的特殊的密封剂粘结。另外还在周边的复合土工膜河上圆筒壁之间垫上弹性的硬质橡胶板；第二，在上圆筒周边的法兰上和下底板（图中3是厚10mm的钢板）上用32只ф12的钢筋紧固周边的复合土工膜和上圆筒壁之间的弹性硬质橡胶板，密封无间隙，确保有压水只有经过复合土工膜的中心孔（ф2、ф5、ф10）过水到垫层材料中去，这些措施在这次试验中很成功。
对于垫层材料的填实，我们采用了分层施工法，先按照材料要求和圆筒的体积，配制好砾石、中细砂材料，然后把材料分成五等份采用逐层夯实到规定的高度，这样确保满足材料的密度和颗分曲线的要求。
2．2.2试验现象及其测得数据
1) 在各种工况试验结束，打开模型掀开复合土工膜都看到在复合土工膜缺陷等效孔径下的垫层材料中心都被渗漏水冲刷出一个“冲刷坑”，
2) 在缺陷渗透量的测量过程中，我们观察到渗透量的大小变化并不是随着时间的延长而单调递增，而是先增加，在达到某一值后趋于下降，之后慢慢稳定在一定值。例如我们对某种工况的量测结果如下：
3） 试验的出水位置是从装置的底部开始。
3 试验结果分析
本次试验持续五个月，测量结果准确有效。试验材料是根据具体工程所配制，对工程的设计具有一定的参考价值。
在水压的作用下，随着复合土工膜缺陷孔径的增大，其缺陷渗漏量亦增大。但是没有明显的线性关系。缺陷渗透量的大小也随着加载水头的增大而增大。在相同复合土工膜缺陷的等效孔径下，缺陷渗漏量的大小和组成复合防渗层的地基材料的渗透系数有关，渗透系数大的缺陷渗漏量亦大。
《复合土工合成材料工程手册》中提到，水从土工膜的破损处进入土体防渗层后流线被假设如下图：从试验现象分析，在垂直防渗的条件下，此种假设有一定道理。因为缺陷渗透量的出水位置是从底向上。因为该试验装置的底部是不透水的，当流线如图1运动遇到阻隔时，便从底部周围的透水孔流出，这与我们观察到的现象符合。
对于本次试验观测到的现象，缺陷渗透量先增大后减小之后趋于稳定，我们可以归因于以下两点：第
一，土体防渗层在水流的作用下，其内部结构发生了变化，致使土体的渗透系数减小，缺陷渗透量也相应减小；第二，土工膜在水压力的作用下，随着时间的
增加，其和下面土体的接触愈加紧密。这样，土工膜下面的接触面流减少，缺陷渗透量也相应的减小。
4 结论
关于计算缺陷渗透量的模型公式，目前国内外的经验还不是很成熟。Giroud通过一些理论分析和近似处理，导出了适合于is>1.0一般情况下复合防渗层缺陷渗透量计算的经验公式。但是以往的经验公式用于本次试验有很大的误差。故本次试验在模型模拟方面还有一定的工作须做。这些将在以后的时间里进行研究。
参考文献
土工合成材料的定义范文5
软粘上中最常见的、工程地质性质最差的要数淤泥或淤泥质土。通常工程上把天然孔隙比大于或等于1.5的亚粘土、粘土称为淤泥，而把孔隙比大于1.0小于1.5的粘土称为淤泥质粘土。其主要特性有：
一、软土地基的特性
1．孔隙比和天然含水量大。我国软土的天然孔隙比一般e=1~2之间，淤泥和淤泥质土的天然含水量w=50~70%，一般大于液限，高的可达200%。
2．压缩性高。我国淤泥和淤泥质土的压缩系的一般都大于0.5Mpa-1，建造在这种软土上的建筑物将发生较大的沉降，尤其是沉降的不均性，会造成建筑物的开裂和损坏。
3．透水性弱。软土含水量大，可是，透水性却很小，渗透系数k≤1(mm/d)。由于透水性如此微小，土体受荷载作用后，往往呈现很高的孔隙水压力，影响地基的压密固结。
4．抗剪强度低。软土通常呈软塑一流塑状态，在外部荷载作用下，抗剪性能极差，根据部分资料统计，我国软土无侧限抗剪强度一般小于30KN/m2（相当于0.3kg/cm2）。不排水剪时，其内磨擦角∮几乎等于零，抗剪强度仅取决于凝聚力C，C＜30KN/m2，固结快剪时，∮一般为5°~15°。因此，提高软土地基强度的关键是排水。如果土层有排水出路，它将随着有效压力的增加而逐步固结。反之，若没有良好的排水出路，随着荷载的增大，它的强度可能衰减。在这类软土上的建筑物尽量采用“轻型薄壁”，减轻建筑荷重。
5．灵敏度高。软粘土上尤其是海相沉积的软粘土，在结构未被破坏时具有一定的抗剪强度，但一经扰动，抗剪强度将显著降低。软粘土受到扰动后强度降低的特性可用灵敏度（在含水量不变的条件下，原状土与重塑土无侧限抗压强度之比）来表示，软粘土的灵敏度一般在3~4之间，也有更高的情况。因此，在高灵敏度的软土地基上筑堤时应尽量避免对地基土的扰动。
冲填土是水力冲填形成的产物。含砂量较高的冲填土，其固结情况和力学性质较好；含粘粒较多的冲填土往往强度较低，压缩性较高，具有欠固结性。
杂填土大多由建筑垃圾、生活垃圾和工业废料堆填而成，因此在结构上具有无规律性。以生活垃圾为主的填上，腐殖质含量较高，强度较低，压缩性较大。以工业残渣为主的填土，可能含有水化物，遇水后容易发生膨胀和崩解，使填土强度降低。
二、软土地基上堤防失稳的破坏机理
引起软土地基上堤防滑动破坏的根本原因，在于软弱地基中某个面上的剪应力超过了它的抗剪强度，稳定平衡遭到破坏。主要有两方面因素：一是由于剪应力的增加，例如大堤施工中上部填土何重的增加；降雨使土体容重增加；水位降落产生渗流力；地震、打桩等引起的动荷载等。二是由于软土地基本身抗剪强度的减小。例如孔隙水应力的升高；气候变化产生的干裂、冻融；粘土夹层因浸水而软化以及粘性土的蠕变等。
对堤防工程进行稳定分析时，通常是将假想滑动面以上土体看作刚体，并以它为脱离体，分析在极限平衡条件下其上各种作用力，并以整个滑动面上的平均抗剪强度与平均剪应力之比来定义它的安全系数，即
TfFn=
式中：
F—堤防稳定安全系数；
Tf—滑动面处土体的平均抗剪强度；
T—作用于滑动面上的平均剪应力。
Fn＜1土体处于稳定状态；Fn＜1土体处于滑动状态或有滑动的趋势；Fn=1，土体处于临界状态。因此，要使处于滑动状态或有滑动趋势的土体达到稳定状态，必须Fn＞1（堤防工程等级不同，Fn取值也不同，通常在1.05~1.30之间），通常有两种方法：一是提高土体的抗剪强度，使孔隙水应力充分消散，如对地基进行加固等；二是减小作用在土体上的剪应力，如减小堤防的横断面积，尽量避免对堤防的扰动等。第一种方法在工程中被广泛采用。
三、软土地基上筑堤常用的地基处理方法及适用条件
堤防工程，常用的软土地基处理方法有下列几种：
1．堤身自重挤淤法
堤身自重挤淤法就是通过逐步加高的堤身自重将处于流塑态的淤泥或淤泥质土外挤，并在堤身自重作用下使淤泥或淤泥质土中的孔隙水应力充分消散和有效应力增加，从而提高地基抗剪强度的方法。在挤淤过程中为了不致产生不均匀沉陷，应放缓堤坡、减慢堤身填筑速度，分期加高。其优点可节约投资；缺点是施工期长。此法适合于地基呈流塑态的淤泥或淤泥质土，且工期不太紧的情况下采用。
2．抛石挤淤法
抛石挤淤法就是把一定量和粒径的块石抛在需进行处理的淤泥或淤泥质土地基中，将原基础处的淤泥或淤泥质土挤走，从而达到加固地基的目的。一般按以下要求进行：将不易风化的石料（尺寸一般不宜小于30cm）抛填于被处理堤基中，抛填方向根据软土下卧地层横坡而定。横坡平坦时自地基中部渐次向两侧扩展；横坡陡于1:10时，自高侧向低侧抛填。最后在上面铺设反滤层。这种方法施工技术简单，投资较省，常用于处理流塑态的淤泥或淤泥质土地基。
3．垫层法
垫层法就是把靠近堤防基底的不能满足设计要求的软土挖除，代以人工回填的砂、碎石、石渣等强度高、压缩性低、透水性好、易压实的材料作为持力层。可以就地取材，价格便宜，施工工艺较为简单，该法在软土埋深较浅、开挖方量不太大的场地较常采用。
4．预压砂井法
预压法是在排水系统和加压系统的相互配合作用下，使地基土中的孔隙水排出。常用的排水系统有水平排水垫层、排水砂沟或其它水平排水体和竖直方向的排水砂井或塑料排水板；加压系统有堆载预压、真空预压或降低地下水位等。当堆载预压和真空预压联合使用时又称真空联合堆载预压法。基本做法如下：先将等加固范围内的植被和表土清除，上铺砂垫层；然后垂直下插塑料排水板，砂垫层中横向布置排水管，用以改善加固地基的排水条件；再在砂垫层上铺设密封膜，用真空泵将密土膜以内的地基气压抽至80kpa以上。该方法往往加固时间过长，抽真空处理范围有限，适用于工期要求较宽的淤泥或淤泥质土地基处理。流变特性很强的软粘土、泥炭土，不宜采用此法。
5．振动水冲法
振冲法是利用一根类似插入式混凝土振捣器的机具，称为振冲器，有上、下两个喷水口，在振动和冲击荷载的作用下，先在地基中成孔，再在孔内分别填入砂、碎石等材料，并分层振实或夯实，使地基得以加固。用砂桩、碎石桩加固初始强度不能太低（初始不排水抗剪强度一般要求大于20kpa），对太软的淤泥或淤泥质上不宜采用。
石灰桩、二灰桩是在桩孔中灌入新鲜生石灰，或在生石灰中掺入适量粉煤灰、火山灰（常称为二灰），并分层击实而成桩。它通过生石灰的高吸水性、膨胀后对桩周土的挤密作用，离子交换作用和空气中的CO2与水发生酸化反应使被加固地基强度提高。
6．旋喷法
旋喷法是利用旋喷机具造成旋喷桩以提高地基的承载能力，也可以作联锁桩施工或定向喷射成连续墙用于地基防渗。旋喷桩是将带有特殊喷嘴的注浆管置于土层预定深度后提升，喷嘴同时以一定速度旋转，高压喷射水泥固化浆液与土体混合并凝固硬化而成桩。所成桩与被加固上体相比，强度大，压缩性小。适用于冲填土、软粘土和粉细砂地基的加固。对有机质成分较高的地基土加固效果较差，宜慎重对待。而对于塘泥土、泥炭土等有机质成分极高的土层应禁用。
7．强夯法
强力夯实是将80KN即相当于8tf以上的夯锤，起吊到很高的地方（一般6~30m），让锤自由落下，对土进行夯实。经夯实后的土体孔隙压缩，同时，夯点周围产生的裂隙为孔隙水的出逸提供了方便的通道，有利于土的固结，从而提高了土的承载能力，而且夯后地基由建筑荷载所引起的压缩变形也将大为减小。强夯法适用于河流冲种层，滨海沉积层黄土、粉土、泥炭、杂填土等各种地基。
8、土工合成材料加筋加固法将土工合成材料平铺于堤防地基表面进行地基加大，能使堤防荷载均匀分散到地基中。当地基可能出现塑性剪切破坏时，土工合成材料将起到阻止破坏面形成或减破坏发展范围的作用，从而达到提高地基承载力的目的。此外，土工合成材料与地基土之间的相互磨擦将限制地基土的侧向变形，从而增加地基的稳定性。
土工合成材料的定义范文6
关键词：粉喷桩 软基设计 施工要点
0 引言
软土是淤泥和淤泥质土的总称。主要是由天然含水量大，压缩性高、承载能力低的淤泥沉积物及少量腐殖质所组成的土。软土是指滨海、湖沼、谷地、河滩沉积的天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低的细粒土。
目前软基的主要处理方法有以下几种：①塑料排水板；②搅拌桩（粉喷桩与深搅桩）；③土工合成材料加筋；④等（超）载预压等。相比之下，由于粉喷桩具有施工周期及预压期短、工后沉降小等特点，在高速公路软基处理中得到广泛应用。
1 粉喷桩的设计方法及其注意事项
1.1 粉喷桩的定义
粉喷桩属于深层搅拌法加固地基方法的一种形式，也叫加固土桩。深层搅拌法是加固饱和软粘土地基的一种新颖方法，它是利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂，通过特制的搅拌机械就地将软土和固化剂(浆液状和粉体状)强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理一化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的优质地基。粉喷桩就是采用粉体状固化剂来进行软基搅拌处理的方法。
粉喷桩最适合于加固各种成因的饱和软粘土，目前国内常用于加固淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高的粘性土。
1.2 设计要求
①粉喷桩的设计桩径为50cm，桩边距1.0m，在平面上呈梅花形布置（详见附件），不采用正方形布置。粉喷桩桩顶铺设50cm厚砂砾石垫层，桩顶不需伸入垫层内。持力层深度除根据地质资料外，还应根据钻进时电流表的读数值来确定，当钻杆钻进时电流表读数明显上升，说明已进入持力层，桩长须穿透软土层并深入持力层内50cm。粉喷桩处理后的单桩承载力须大于250KN，地基承载力不小于250KN。对于一般路基段，经计算如工后沉降量大于45cm，则宜采用粉喷桩处理软基，桩间距应根据经粉喷桩处理后地基承载力是否满足要求来确定。如工后沉降量小于45cm而大于30cm，则采用土工合成材料加筋配合等载预压进行处理。
用粉喷桩处理路段路堤的预压高度为路槽设计高加预压期沉降量，即预压期末（一般为60d）路槽顶面应沉到设计高，铺筑路面前无需移去预压土方量，仅需整理路槽即可。
②基准期及容许工后沉降。柔性路面设计使用年限为15年，按目前通常的做法，基准期亦为15年，即从开放交通之日起至路面大修日止，所发生的沉降视为工后沉降。其容许值对于一般路段取30cm，涵洞及箱型通道处取20cm，其它人工构造物与路堤毗连处取10cm。
2 粉喷桩施工预案
2.1 材料要求
喷粉使用的粉体固化剂为425号普通水泥，要求新鲜无结块，入罐时应经筛网过滤，最大粒度不超过5mm，不得含有纸屑、塑料布、石子等杂质；石灰用磨细生石灰，最大粒径小于0.2mm，要求质地纯净无杂质，含氧化钙和氧化镁的总和应不少于85%，其中氧化钙的含量不低于80%。
2.2 施工程序
①施工工艺流程：测量放线桩机就位钻孔插管
喷粉移动机具。
②测量放线：根据设计要求，定出孔位作出标记。
③施工机械设备：喷粉桩机及配套水泥罐、贮灰罐及喷粉系统、空气压缩机。喷粉桩机由液压步履式底架、井架和导向加减压机构、钻机传动系统、钻具、液压系统、喷粉系统、电气系统等部分组成。
④施工工艺要点:
a施工前进行场地平整，桩位放线，组装架立喷粉桩机。检查主机各部的连接，液压系统、电气系统、喷粉系统各部分安装试调情况及灰罐、管路的密封连接情况是否正常，做好必要的调整和紧固工作，排除异常情况后，进料口应加盖密封。
b成桩时，先用喷粉桩机在桩位钻孔，至设计要求深度后，将钻头以1.0-1.2m/min速度边旋转边提升，同时通过粉喷系统将水泥（或石灰粉）通过钻杆端喷嘴定时，定量向搅动的土体喷粉，使土体和水泥（或石灰）进行充分搅拌混合。
c桩体喷粉要求一气呵成，不得中断，每根桩装一次灰并搅喷完。喷粉深度在钻杆上标线控制，喷粉压力控制在0.5-0.8MPa。
d单位桩长喷粉量是控制成桩质量的关键，喷粉量随桩体强度而定，一般为45-50Kg/m，工程的喷粉量应一次大体调定。喷粉先里排后外排，可由一端向另端进行。
e当钻头提升到高于桩顶面约500mm，喷粉系统停止向孔内喷射水泥（或石灰粉）时，桩体即告完成。为保证质量，上部1.5-2.5m可复钻孔喷粉一次。
f喷桩自然养护14天以上始可挖土，以免在水平力作用下造成断桩。
2.3 施工注意事项
①每一根桩开钻后必须连续施工，严格控制喷灰及停灰时间，不得间断。严禁在尚未喷灰的情况下进行钻杆提升作用，以确保粉喷桩质量和长度。
②如遇停电，机械故障等原因而喷粉中断，应及时记录中断深度，待恢复正常后进行复打，复打重叠段不应小于1m。
③钻杆下沉前，应用经纬仪检查或垂线量测钻杆的倾斜度，使倾斜度值不大于1.5%。
④深层搅拌机喷灰提升至原地面以下50cm时，应关闭空压机，防止固化剂喷入大气层。
⑤在桩径变更时应对直径进行复核，对使用过的钻头须随时检查，且磨损量不得大于1cm。
2.4 加固质量与检测
喷粉桩工程质量检查及地基强度检测，目前按以下方式进行：
①桩成型的开挖观测：对挖出的桩体进行直观检查，
检查其桩位、桩径是否应符合设计要求，检查喷搅的均匀程度。
②资料检查：即对施工记录的检查，以复检桩端和停灰面标高、喷粉量是否符合设计要求，检查施工时是否发现异常现象等。
③桩体强度检测：
a桩体的静力触探（以养护龄期为14天）。
b桩身取样进行室内立方强度试验。
c应力波测试（为桩数的10-15%）。
d静压试验：测定单桩或复合地基承载力。
3 技术经济比较
复合地基由于其充分利用桩和桩间同作用的特有优势，以及相对低廉的工程造价得到了越来越广泛的应用。该工艺技术简便，在地下水位较高的地区进行热源厂建设中，在清除原有建筑物基础后，人为造成的不良软土地基加固可采用该技术，既经济又合理。
大量工程实践证明，水泥粉喷桩工艺具有施工快、建筑材料省、造价低、强度高等优点。
①施工周期短，每台班可完成300-400m左右。
②加固体强度相当于浆液搅拌法的2倍。
③材料成本低，每延米仅10元左右，工程造价比浆液搅拌低1/3。
参考文献：
