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关于土工合成材料的分类
【字体: 】  【发布日期:2017-03-08 08:25】  【来源:中国土工合成材料工程协会】  【作者:中国土工合成材料工程】  【点击次数:
    土工合成材料是一种新型的岩土工程材料,它以天然或人工合成聚合物(塑料、化纤、合成橡胶等)为原料,制成各种类型的产品,置于土体内部、表面或各层土体之间,发挥加强(加固)或保护土体的作用。目前己经广泛应用于公路、铁路、水利、电力、建筑、海港、采矿、军工、环保等工程的各个领域。
    近代土工合成材料的发展,是建立在合成材料—塑料、合成纤维和合成橡胶发展基础之上的。1870年美国W.John和I.S.Hyatt发明了一种用硝化纤维加入樟脑增塑剂制成的塑料—“赛璐珞”。1908年Leo Baekeland研制了酚醛塑料。20世纪50年代前,聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚酰胺(Nylon)、聚酯(PET)、高密度聚乙烯(HDPE)和聚丙烯(PP)相继问世。随着各种塑料的研制成功,各种类型的合成纤维也陆续投入生产。
    大约在20世纪30年代之后,土工合成材料开始应用于各种土工建筑中。现代土工合成材料的应用是以1958年R.J.Barret在美国佛罗里达州利用聚氯乙烯织物作为海岸块石护坡的垫层工程为开端的,这种土工合成材料主要以机织型有纺织物为主。但由于有纺土工织物的强度具有较强的方向性,同时价格较高,到20世纪60年代末非织造型无纺织物(无纺布)在欧洲出现并大大促进了土工合成材料的应用和发展。无纺土工织物很快从欧洲传播到美洲、非洲和澳洲,最后传播到亚洲。为了更好地满足不同工程的需要,以合成聚合物为原料的各种土工合成材料,如土工膜、土工网、土工格栅、三维土工网垫和土工格室等纷纷问世,并得到快速发展,被誉为继砖石、木材、钢铁、水泥之后的第五大工程建筑材料。
    为了对土工合成材料合理分类,1977年J.RGiroud与J. Perfetti率先把透水的聚合物材料称为“土工织物”(Geotextile),不透水的聚合物材料称为“土工膜”(Geomembrane)。随着以合成聚合物为原料的其它类型土工合成材料纷纷问世,已经超出了“织物”和“膜”的范畴。1983年J.E.Fluet建议使用“土工合成材料(geosynthetics)”概括各种类型的材料。后来,国际土工织物学会提出了土工织物、土工膜及其相关产品(geotextile, geomembranes and related products)的分类体系。1983年J.R Giroud提出一种土工合成材料的分类方式,即把土工织物分为四类(针织物、机织物、无纺织物和复合织物),相关产品分为六类(条带编织物、土工垫、土工网、土工格栅、泡沫塑料和复合材料)。但这一分类未能纳入土工膜,用土工织物相关产品也不确切。土工合成材料世界(Geosynthetics world)把土工合成材料细分为五类,即土工织物(机织、无纺或非织造)、土工膜、土工格栅、土工网、土工排水材料和土工复合材料。这一分类体系抛弃了以土工织物为主体的思路,为建立新的分类体系奠定了基础。
    目前,我国国家标准—《土工合成材料应用技术规范》(GBT 50290-2014)仍延续了98版国标的分类方法,将土工合成材料分为四大类(如图所示):土工织物、土工膜、土工复合材料和土工特种材料。
    土工合成材料的分类(《土工合成材料应用技术规范》(GBT 50290-2014))
    近年来,随着我国基础设施的快速发展,土工合成材料的种类及应用领域也不断扩展,现有的土工合成材料分类体系尚需进一步完善。目前,土工格栅、土工格室、土工网、聚苯乙烯泡沫塑料等土工合成材料已广泛应用到不同领域的工程实际中,将其归类到土工特种材料不尽合理。在此,建议我国土工合成材料分类方法如图所示。
 
我国土工合成材料建议的分类方法
 
摘编于《土工合成材料加筋土结构应用技术指南》(人民交通出版社)

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