土工合成材料性能檢測技術(shù)的應(yīng)用研究

鐘鎖藍(lán)

摘要：土工合成材料和傳統(tǒng)的施工材料相比性能更強(qiáng)，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(shí)候要先進(jìn)行檢測，檢測合格之后才能進(jìn)行使用。

關(guān)鍵詞：土工合成材料;性能檢測技術(shù);應(yīng)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(shè)中，一般使用在土體的內(nèi)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(tǒng)材料沒有的，而且發(fā)展的速度快，使用的范圍廣。但是因?yàn)樵诓牧系难邪l(fā)上時(shí)間短，所以材料的某些性能還不完善，因此在使用的時(shí)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(xiàn)階段，國內(nèi)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(tǒng)編制技術(shù)而形成的產(chǎn)品，例如紡織物、編織物等;

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

2.1.3? 土工復(fù)合材料。其構(gòu)成略顯復(fù)雜，由至少2種材料構(gòu)成，應(yīng)用較為廣泛的有復(fù)合土工膜等;

2.1.4? 土工特種材料，是當(dāng)前工程建設(shè)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(jīng)特定工藝后即可制得土工復(fù)合材料。

2.2? 功能

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

水運(yùn)工程建設(shè)規(guī)模普遍較大，各區(qū)域的應(yīng)用需求有所區(qū)別，但土工合成材料是各類水工結(jié)構(gòu)的重要構(gòu)成部分已經(jīng)在大量工程實(shí)例中得到證實(shí)，如被應(yīng)用在以防波堤為代表的堤身結(jié)構(gòu)中，同時(shí)還是軟基處理中必不可少的材料。

3? 土工合成材料在各領(lǐng)域中的應(yīng)用

3.1? 土工合成材料在公路建設(shè)工程中的應(yīng)用

土工合成材料在公路建設(shè)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(xiàn)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(yīng)用

土木工程在建筑建設(shè)的時(shí)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(jié)、地基加筋墊層等問題，讓建筑工程在建設(shè)的時(shí)候更加的穩(wěn)固，增加建筑工程的安全性，給人們的生活的社會(huì)發(fā)展都帶來非常大的幫助。

3.3? 土工合成材料在鐵路建設(shè)中的應(yīng)用

在鐵路建設(shè)里面土工合成材料主要作用就是加固、排水、防治嚴(yán)寒地區(qū)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(lǐng)域的應(yīng)用

3.4.1? 護(hù)底軟體排結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及余排寬度計(jì)算通過土工織物與壓載塊體兩類材料的結(jié)合，可形成護(hù)底軟體排，其在保砂、透水等方面都具有優(yōu)良的效果，可提升與河床變形的協(xié)調(diào)性，改善守護(hù)區(qū)遭嚴(yán)重沖刷的問題。通過對(duì)水運(yùn)工程的實(shí)例分析，得知：

3.4.1.1 壓載塊穩(wěn)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(xiàn)壓載塊卷邊失穩(wěn)現(xiàn)象，伴隨波高的不斷加大，這一現(xiàn)象將更為明顯。

3.4.1.2 根據(jù)軟土排壓載體力學(xué)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(chǔ)上依據(jù)公式可確定軟體排臨界失穩(wěn)底流速。

3.4.1.3 根據(jù)余排的功能，以維持主體建筑穩(wěn)定為基本目標(biāo)，提出一套計(jì)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(fā)及應(yīng)用

常規(guī)方式下，連鎖塊軟體排土工布主要由三類材料構(gòu)成，即機(jī)織布、無紡布以及適量的加筋帶。從當(dāng)前發(fā)展環(huán)境來看，人工、原材料等領(lǐng)域的成本明顯提升，為提升水運(yùn)工程的經(jīng)濟(jì)效益，行業(yè)內(nèi)出現(xiàn)了一種新型材料，即NRG護(hù)墊。

4? 土工合成材料性能測試現(xiàn)狀

4.1? 物理性能試驗(yàn)

土工合成材料的主要物理性能指標(biāo)包括單位面積質(zhì)量和厚度。單位面積質(zhì)量與抗拉強(qiáng)度、頂破強(qiáng)度等力學(xué)性能指標(biāo)及孔隙率、滲透系數(shù)等水力學(xué)指標(biāo)關(guān)系很密切，是非常重要的指標(biāo)。單位面積質(zhì)量的測試國際上已有比較一致的方法，只是對(duì)土工格柵類產(chǎn)品尚無相應(yīng)的。

土工合成材料的厚度是指其在承受一定壓力時(shí)正反面之間的垂直距離，一般以mm表示。大多數(shù)土工合成材料受壓時(shí)厚度變化很大，而在工程應(yīng)用中.由于厚度的變化會(huì)使材料的孔隙率、透水性、孔徑大小及分布等水力學(xué)特性發(fā)生很大的變化，故厚度及厚度隨壓力的變化很有實(shí)際意義。目前國內(nèi)外對(duì)厚度的測定方法尚不統(tǒng)一。

4.2? 頂破及刺破試驗(yàn)

頂破試驗(yàn)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(dāng)前常用的頂破試驗(yàn)有三種方法：Mullen脹破試驗(yàn)，也稱液壓頂破或薄膜脹破試驗(yàn)、圓球頂破試驗(yàn)以及CBR頂破試驗(yàn)。前兩種源自紡織品試驗(yàn)，后一種源自土工試驗(yàn)，這三種方法的工作原理相差不大。由于CBR頂破試驗(yàn)試樣夾持容易，設(shè)備簡單，并易于被巖土工程師們所接受，所以其應(yīng)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(fā)展方向

5.1? 滿足設(shè)計(jì)要求

在測試材料性能的時(shí)候會(huì)使用一些傳統(tǒng)的方法，例如有限元法，盡管這些方法使用的次數(shù)多，但是在測試的時(shí)候過度的依賴數(shù)據(jù)，在保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的情況下，才能完成測試。但是現(xiàn)在一些參數(shù)還是未知，沒有辦法準(zhǔn)確的計(jì)算出數(shù)據(jù)。例如在測試土體合成材料的摩擦性以及應(yīng)變關(guān)系的時(shí)候，其中一些參數(shù)就不能確定。而設(shè)計(jì)也對(duì)材料的性能測試有了不一樣的要求。當(dāng)材料在集中受力的時(shí)候，材料的力學(xué)變化情況。當(dāng)材料在承受交變作用的時(shí)候，其機(jī)械性能的變化。有了這些要求，實(shí)驗(yàn)的方式也應(yīng)該改變。設(shè)計(jì)與試驗(yàn)有一定的關(guān)系，在確定某種方案的時(shí)候，就要對(duì)方案進(jìn)行試驗(yàn)，以此來保證工程的合理。

5.2? 土工合成材料性能測試技術(shù)要時(shí)刻符合新材料的發(fā)展

在現(xiàn)實(shí)生活中，每出現(xiàn)一個(gè)新型材料，工作人員就必須要對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的檢測，在根據(jù)檢測的結(jié)果分析材料的性能。現(xiàn)在我國有很多行業(yè)都在和巖土行業(yè)進(jìn)行合作，其中紡織行業(yè)是合作最好的一個(gè)行業(yè)，出現(xiàn)的新興材料也會(huì)更多。這些新興材料的出現(xiàn)的特點(diǎn)就是成本低、性能高。所以只有加強(qiáng)材料的檢測力度才能更好的保障材料的性能。

6? 結(jié)語

建筑行業(yè)的快速發(fā)展會(huì)給社會(huì)帶來很多的幫助，但是因?yàn)榘l(fā)展的速度快也會(huì)出現(xiàn)一些問題，這些問題如果不能及時(shí)解決也會(huì)在一定程度上影響建筑行業(yè)的發(fā)展。土工合成材料的出現(xiàn)雖然在很大程度上解決了很多的問題，但因?yàn)橥凉ず铣刹牧鲜褂脮r(shí)間比較短的問題在實(shí)際使用的時(shí)候還是會(huì)出現(xiàn)一系列的質(zhì)量問題，要想保證質(zhì)量，一定要讓相關(guān)部門加強(qiáng)對(duì)土工合成材料性能檢測和管理的監(jiān)督，只有這樣才能保證土工合成材料性能檢測技術(shù)更好的進(jìn)行發(fā)展。

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