土工合成材料分类及物理性质
一、土工合成材料的分类
土工合成材料是工程建设中以人工合成或天然的聚合物(如塑料、化纤、合成橡胶等)为原料制成的各种类型产品,可置于岩土体或其他工程结构内部、表面或各结构层之间,具有加强、保护岩土或其他结构功能的一种新型工程材料。
土工合成材料具有强度高,柔性大，耐腐蚀性好,造价低,运输和施工方便,适应性好,质量易于保证等经济和技术上的优势。在护坡、堤坝、航道整治、挡土墙、软基处理、公路和铁路路基、机场跑道、各种蓄水池等诸多工程中得到了广泛的应用。
土工合成材料分为土工织物、土工膜、复合型土工合成材料和特种土工合成材料等四大类。
土工织物是一种透水性的 平面土工合成材料,成布状,故俗称土工布。土工织物按制造方法可进一-步分为有纺(织造)土工织物和无纺(非织造)土工织物。
土工膜是在工程中起防水作用的具有极低渗透性的膜状材料。土工膜一般可分为沥青和聚合物(合成高聚物)两大类。
复合型土工合成材料是由两种或两种以上的土工合成材料组合在一起的产品。它将各组合材料的性质结合起来,更好地满足具体工程的需要,能起到多种功能的作用,如过滤、排水、隔离、加筋、防渗和防护等。常用的有复合土工膜和复合排水材料两类。
特种土工材料包括土工模袋、土工网、土工网垫、土工格室、土工织物膨润土垫、聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)等。
二、土工合成材料的物理性质
1.单位面积质量
单位面积质量是单位面积土工合成材料具有的质量,它能反映土工合成材料的均匀程度，还能反映材料的抗拉强度、顶破强度等力学性能以及孔隙率、渗透性等水力学性能等多方面的性能。
2.厚度
土工合成材料的厚度是指承受一定压力(一般指2kPa)下织物上下两个平面之间的距离，单位为mm。
厚度测量时需保证精度,因为厚度变化对织物的孔隙率、透水性和过滤性等水力学特性有很大的影响。
3.孔隙率
土工合成材料的孔隙率是指其孔隙体积占总体积的比值,以n(%)表示，它是无纺织物的主要物理性质之---。孔隙率的确定不需要直接进行试验,而是通过计算求得。
土工织物的孔隙率与孔径的大小有关,直接影响到织物的透水性、导水性和阻止土粒随水流流失的能力。无纺织物的孔隙率随它所承受的压力不同而不同。在不承压情况,一般在90%以上,承压后孔隙率明显降低。
4.孔径
土工合成材料的孔径反映材料的透水性能与保持土颗粒的能力,是一个重要的特征指标。
孔径的符号以O表示,单位为mm。并用下标表示织物孔径的分布情况。例如O95表示材料中95%的孔径低于该值。土工织物具有各种形状和大小不同的孔径,其孔径大小的分布曲线类似于土的颗粒级配曲线。
表示土工合成材料特征孔径的方法包括有效孔径Oe和等效孔径EOS。目前普遍等效孔径EOS,其含义接近于土工合成材料的表观最大孔径,也就是能通过土颗粒的最大粒径。不同的标准对EOS的规定不同,目前我国多取O95。
孔径的测量方法有直接法和间接法两类。直接法包括显微镜法和投影放大测读法；间接法有干筛法、湿筛法、水动力法、水银压入法、吸引法和渗透法等。
