土工格栅和土工网的分析介绍

（1）定义和特点。土工格栅是在聚合物板上打圆孔，经冷拉而成，外形上具有较大格孔（长孔或方孔）的高强度加筋材料。由于格孔之间的肋犹如栏栅的栅，因此，被称为土工格栅，英文称为Geogrid，如图2.8所示。这种由聚合物制成的土工格栅可称为塑料土工格栅。另外，由高强纤维（涤纶纤维或玻璃纤维）制成的土工格栅，可称为高强纤维土工格栅，这种由高强聚合物或玻璃纤维为原料，经编机上编织成的带方形孔的格栅，称为经编格栅（图2.9），它的经纬束各自平行排列。

图2.8　土工格栅示意图

（a）单向拉伸土工格栅；（b）双向拉伸土工格栅

图2.9　经编土工格栅

（a）单向合成纤维经编土工格栅；（b）双向合成纤维经编土工格栅

土工格栅主要用于土体的加筋，是工程中应用很广的一种加筋材料。

土工网是由“聚合物经挤塑成网，或由粗股条编织，或由合成树脂压制成的，具有较大孔眼和具有一定刚度的平面结构网状材料”，如图2.10所示。其英文名称为Geonet。根据有关文献的描述：土工网是由两组合成材料股条，以一定的角度（一般为60°～90°）交叉黏结而成的网状结构。有的土工网两组股条上、下搭接，形成排水槽[图2.10（a）]，常用于复合排水材料中；有的土工网，两组股条在交叉点处熔合，大致呈平面网状结构[图2.10（b）]，其强度和模量比土工格栅低，但对于受力和变形要求不高的情况，如坡面防护等，也可作为加筋材料。

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图2.10　土工网示意图

（a）排水槽；（b）平面网状结构图

土工网的网厚在2.9～7.2mm之间，网重在425～720g/m2之间。

（2）土工格栅和土工网特性比较。从上面的叙述中可以看出土工格栅与土工网两种产品的异同。

1）土工格栅和土工网都可由高分子聚合物[聚丙烯和高密度聚乙烯（HDPE）等]制作（土工格栅还可由玻璃纤维），但土工格栅经单向或双向的冷拉工序，高分子呈定向排列，强度得到很大提高。而土工网则没有经过冷拉，故强度相对较低，延伸率较大。

2）土工格栅由于其高强度和高模量的特点，主要用作加筋材料，而土工网除了可以作为加筋材料用于受力和变形要求不高的场合外，还可用作排水、排气目的或防护（如海岸石笼护堤，铁路公路的阻隔网）等工程。

3）土工格栅和土工网抗拉强度。格栅在制作时经过定向拉伸，故其拉伸强度较大，目前格栅的拉伸强度范围一般在35～110kN/m，最大可达150kN/m。屈服伸长率对聚丙烯格栅在10%以下，对高密度聚乙烯在12%以下，双向格栅一般在15%以下，有特殊需要，还可适当增大。格栅的脆性，应保证产品在-30℃左右时不会脆裂或脆断。如果加工工艺不当，可能在-10℃时脆断。

土工网的抗拉强度是以屈服强度而非极限拉断强度为依据的。根据试验，屈服点与断裂点不同，且屈服点低于断裂点，当试样达到屈服后，即发生“颈缩”现象，拉伸力随之降低，但随着拉伸持续，拉伸力又会增大，直至断裂。由于断裂的位移量过大，工程中也不允许发生“颈缩”，故仅取屈服强度为土工网的抗拉强度。

依英国Netlon公司的产品，土工网的抗拉强度，依规号的不同，可变化在2.0～7.68kN/m之间，一般为4～5kN/m，排水网为5.3kN/m；土工网的伸长率≤41%～20%，一般为20%左右，排水网的伸长率≤32%；10%伸长率时的拉伸强度，一般为1.32～6.8kN/m，强度低者用于分隔网，强度较高者用于地基或地面稳定网，中等强度者用于网垫、网筐或排水等。