土工膜的相關知識有哪些？
土工膜的“自我獨白”
近代土工織物(土工膜)的發展史與合成纖維的發展是分不開的，從20世紀50年代末期才開始用于巖土工程，從50年代末到60年代在美國、歐洲、日本逐漸推廣。70年代以來，土工織物廣泛用于公路、鐵路、水利和港工建筑物等各個領域，土工織物的大量生產和應用，已被普遍認為是一種可以提高工程質量、加快施工速度、降低工程造價、延長維修周期的較為理想的工程材料。我國對土工織物的研究和應用方面起步較晚，從80年代起才在鐵路、水利部門開始應用，并取得了可喜的成績，已明顯顯示出這種材料的優越性。工程設計中采用土工膜，加深了對土工織物的認識，隨著我們對這種材料性能認識上的提高和實際工程上的應用，不斷總結交流，土工織物必將得到廣泛應用和普遍重視。
一、 土工膜的特性
土工膜是一種化纖產品，其原材料有聚丙烯(丙綸)、聚脂(滌綸)、聚洗胺(綿綸)等。從產品種類上看，可分為紡織(有紡)織物和無紡織物兩大類，所謂紡織織物，是由聚合物獲取纖維，然后紡成線，在織機上編織成組織規則的布。而無紡織物，是不經過紡織工序，直接用合成纖維以針刺粘合、熱粘合及化學粘合而成。由于土工膜原材料是丙綸或滌綸等化纖產品，所以它具有耐化成藥劑性強、熔點高、強度大等優點，而無紡布比有紡布成本較低、工藝簡單、產量高其抗拉強度無顯著方向性，所以無紡布是世界上目前應用最廣的土工膜。
二、土工膜的功能
土工膜作為建筑材料的功能是多方面的，以下幾種基本功能和應用已被專家、設計院和廠商所公認。
(1)分離作用：土工膜可有效的防止兩種不用粒徑的土料的混合，以免相互混雜或發生土粒流失情況，這種功能對于在較軟的土層上建筑公路或鐵路地基非常重要。實際表明：在某些情況下要是沒有土工膜，實際上就不可能在這樣的地基上修建，因為填充材料會直接沉陷到底層土中。因此，應用土工膜是經濟而又有效的解決方案。
(2)過濾作用：使用土工膜作濾層與砂礫層作用是相同的，土工膜能使水自由流過而幾乎不需壓力，但又能阻止土壤細粒的損失，以免導致某些工程的不穩定和沖蝕，如在水工結構中，河、湖岸堤受到波浪沖擊或波浪水位變化的作用，會因土壤沖蝕而降低穩定性，在河堤與護砌之間鋪設土工膜過濾層，就能阻止土壤的沖蝕，防止河岸塌陷。
(3)排水作用：土工織物本身形成排水通道，把土中的水分匯集在織物之內，沿著織物緩慢的排出土體，在含水量大的軟土地區修筑道路，可以用特制機械將土工織物插入土中，地下水沿土工織物流出地面，進入透水砂層或土工織物排出路基。
(4)加固作用：土工織物夾在骨料—土工織物—土基系統中，可以分散車輛荷載到較大面積上，減少荷載對土基的壓力，在荷載作用下，松軟土基產生變形，由于土工織物具有一定韌性和延伸度，所以土工織物隨之變形嵌固于土基之中，使整個系統形成連續結構，提高結構的穩定性，改善土基的承載力。
三、無紡布的應用實例
隧道(如圖1)：
在隧道的噴漿混凝土與預制拱架之間，由于巖石的移動或由于噴漿混凝土的粗糙表面會損壞之間的隔離膜，從而導致水泄露。為了避免這種危險，將土工膜插入其間，它可承受高的機械壓力，保護隔離層并作為充填層，從而不僅保護了隔離層，而且還起到了表面排水的作用，使從巖石滲出的水分，從無紡布中疏導到集水管或下水管。
垃圾填埋場(如圖2)：
在垃圾填埋場中，無紡布的作用有四個：
保護。例如對土工膜和土工網的保護，每一層土工膜均會有無紡布對其進行保護。
疏導。垃圾填埋場中瀝液和氣體收集后，無紡布(針刺)作為介質進行疏導。
隔離。隔離泥土與粒石。
過濾。在隔離的同時起到過濾作用。
某垃圾填埋場實例(如圖3)：
(在粒石層中有帶孔的塑料管作為瀝液收集用)
固態垃圾填埋場的典型設計(如圖4)：
道路(公路、鐵路、機場，如圖5)：
如果道路在地基的粒石與土層之間未鋪無紡布，在路面車輛的交變載荷作用下，路面上的水會帶著泥沙泵向上面的粒石層，而粒石層石料則會下陷，形成路面下空洞，從而破壞路面。在寒冷地區，在由冬轉夏時，凍土的化解，亦會出現這樣的空洞，即俗稱的翻漿。而在粒石層與土層之間加入無紡布，將土層與粒石層之間隔離，允許水向上，但阻止泥土流過，則可避免這種情況。同時這層無紡布還起到將水疏導到排水系統的作用。從而使公路壽命延長3-5倍。這里無紡布同時起著隔離、過濾、疏導和增強的作用。
排水(如圖6)：
公路、鐵路或其他地下水的排水，經常采用帶孔的管道埋在地下，而這些管道很容易被水帶來的泥沙所堵塞，而采用在管道外包一層無紡布(針刺)的方法將可避免這種情況。
堤壩(如圖7)：
堤壩中的水和毛細(管)作用會對堤壩造成損害，而鋪設無紡土工膜，會收集和轉移這股潛在的，會對堤壩造成損傷的“禍水”。消散無紡布下面的流體靜壓，同時亦可抵擋涌浪和暗流的沖擊，從而極大的提高堤壩的壽命。這種辦法除用于河道、水庫外，亦可用于海岸的防護。
以上僅是無紡土工膜在土工工程中應用的幾個典型方面。實際上無紡土工膜在土工領域中的應用還有很多，例如作土工護墻、淤泥圍欄、對有裂縫路面驚醒修補等方面，而且隨著認識和技術的提高，其應用范圍也在不斷擴大。
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