土工织物是以煤、石油和天然气等为初始原材料，经化学加工合成为高分子聚合物形成的纤维制品的合成纤维织物。它是岩土工程领域中的一种新型建筑材料。
土工织物制成如土工布、土工膜、渗滤布及土工格栅等，其原材料都是聚酰胺纤维（尼龙）、聚酯纤维（涤纶）、聚丙烯腈（腈纶）和聚丙烯纤维（丙纶）等高分子化合物（聚合物）。目前，世界各国多以涤纶和丙纶作为土工织物的主要材料，故称土工聚合物。
1）分类
土工聚合物的类型较多。根据它的加工制造方法，可分以下类型：
（1）编织物
编织物由单股丝或多股线丝编织而成。其特点是孔隙均匀，沿经纬线两个正交方向的强度大，而斜交方向强度降低，拉断的延伸率较低。
（2）无纺型土工纤维
织物中纤维的排列是不规则的，通常也称“无纺布”。制造时，首先，将聚合物原料经过熔融挤压喷丝，直接铺成网，然后使用网丝连接制成土工纤维。连接方式有热压针刺和化学黏结等不同处理方法。
①热压处理法
将土工织物原料加热，同时施加压力使之部分熔化，从而黏结在一起。
②针刺机械处理
用特制的带有刺状的针，往返穿刺此案为薄层，使纤维彼此缠绕起来，这种方式成型的土工布较厚，通常为2~5 mm。经过这样处理的土工织物，其抗拉强度各向一致，与有纺型相比，抗拉强度略低，延伸率较大，孔径不太均匀。
③化学黏结处理法
制造时，在纤维中加入某种化学物质，使之黏结在一起。
国外在使用土工织物中多数使用无纺型土工织物，它占使用土工织物总量的50%~80%。
（3）组合型土工纤维
组合型土工纤维由上述两类组合而成的土工织物。这些土工织物都是像布匹一样做成卷材包装出售。
（4）土工膜
在各种塑料、橡胶或土工纤维上喷涂防水材料而制成的各种不透水膜。
（5）土工席垫
土工席垫由粗硬纤维丝黏结而成。
（6）土工格
土工格由聚乙烯或聚丙烯板通过单向或双向拉伸扩孔制成，孔格尺寸为1~10 cm的圆形、方形或长方形格孔。
（7）土工网
土工网由挤出的1~5 mm纤维股线制成。
（8）土工塑料热水板
土工塑料热水板由原材料加热挤压制成。
其他还可由上述各种类型的土工织物互相组合而成的复合土工织物等。
2）土工织物的性能
（1）优缺点
①土工织物的优点
质地柔软质量小，整体连续性好，施工方便，抗拉强度高，耐腐蚀性和抗微生物侵蚀性好。对无纺型的土工织物，其孔隙当量直径小，反滤性能好，能与土很好结合。
②土工织物的缺点
未经特殊处理，则抗紫外线能力低。如在土工织物上覆盖黏土或沙石等，可增加其抵抗力，使强度不会降低太大，不影响工程使用。
在前面介绍的聚合物中，聚酯纤维和聚丙烯腈纤维耐紫外线辐射能力和耐自然老化性能较好。因此，各国的土工织物中，使用这两种原材料居多。
（2）土工织物产品性能指标
①产品形态
每卷的直径、宽度和质量，它的产地和制造方法。
②物理性质
单位面积质量、厚度、开孔尺寸及均匀性等。
③力学性质
抗拉强度、断裂时延伸率、撕裂强度、冲穿强度、顶破强度、蠕变性及土体间摩擦系数等。
④水理性质
垂直及水平向的透水性。(www.xing528.com)
⑤抗老化和耐腐蚀性
对紫外线和温度的敏感性，抗化学和生物的腐蚀性等。
（3）检验
各项指标必须通过产品检测，给购物者提供材料性能说明供参考。
目前，对土工织物的试验方法和标准还不统一。各国都根据本国的生产状况，制订相应的国家标准。对土工织物与土体间的相互作用的性质实验，大部分项目仍处于试验研究和探索阶段。
（4）产品规格
①宽度和质量
土工织物产品因其制造方法和用途的不同而导致其宽度和质量规格变化很大，宽度为1~18 m，一般每平方米质量为0.1 kg或更大。
②开孔尺寸（等效孔径）
无纺型为0.05~0.5 mm，编织型为0.1~1.0 mm，土工垫为5~10 mm，土工网及土工格栅为5~100 mm。
③导水性
不论是垂直方向或水平方向，渗透系数K值都大于5×10-5~4×10-4 m/s，这相当于中沙、细沙的渗透系数值，排水性能较好。
④抗拉强度
不同类型土工织物的抗拉强度见表5.31。
表5.31 不同类型土工织物的抗拉强度
注：∗抗拉强度以单位宽度所承受的力表示。
3）土工织物的作用
（1）排水作用
对具有一定厚度的土工织物具有良好的三围透水特性。它即可透水反滤，可使水通过其平面迅速沿水平方向排走，构成水平向排水层。此外，还可将其与排水材料组合成整体的排水系统或深层排水井。一般利用土工织物的排水性能将其作为土沙隔离和排水过滤的功能，这样可改善道路含水量和过滤材料的性质，提高道路的整体强度和稳定性。如图5.26所示为排水盲沟。
图5.26 排水盲沟
（2）隔离作用
在软弱土路基中，为避免将路面基层中的粗颗粒料压入路基软土中，也避免路基土的细颗粒进入路面基层中，因此，在路基和路面基层中间铺设土工织物起隔离作用，如图5.27所示。要求土工织物耐穿刺和抗撕裂强度好，同时具有良好的透水性和反滤性。
图5.27 隔离作用
（3）反滤作用
在渗透出口区铺设土工织物作为反滤层，与传统的沙砾石滤层效果一样，可提高被保护边坡的抗渗程度，如图5.28所示。
图5.28 土工布保护边坡
多数土工织物在单向渗流的情况下，在紧贴土工织物的土体中发生细颗粒逐渐向滤层移动，同时还有部分细颗粒通过土工织物被带走，留下较粗颗粒。结果与滤层相邻一定厚度的图层逐渐自然形成一个反滤带和一层骨架网，以阻止土颗粒继续流失，最终达到稳定平衡。土工织物与相邻的图层共同形成一个完整的反滤体系，如图5.29所示。
图5.29 土工织物作反滤层
具有相同孔径尺寸的无纺土工织物与沙的渗透能力大致相同，但土工织物的孔隙率比沙要高得多，土工织物的密度约为沙的1/10。因此，当土工织物与沙具有相同的反滤特征时，则所需土工织物的质量是沙的1/10。而土工织物滤层的厚度却为沙砾反滤层厚度的1/1 000~1/100，故此现象是因为土工织物的结构保证了它的连续性。由此可知，在相同反滤特征条件下，土工织物的质量是沙层的1/1 000~1/100。
（4）加固作用
由于土工织物有较高的强度和韧性等力学性质，且能贴于地基表面，使其上部实际的荷载较均匀地分布在地基中。因此，当地基可能产生冲切破坏时，铺设的土工织物将阻止它出现破坏面，致使地基承载力提高，特别在软土地基中，如果采用一般填沙或填土的方法（见图5.30），软土的塑流性，将使填土周围的地基产生侧向隆起；如果将土工织物铺设在软土地基的表面（见图5.31），土工织物承受拉力和它与土体间的摩擦作用而增大侧向限制作用，即阻止侧向挤出，从而减少地基变形，增大地基的稳定性。
图5.30 软土地基上填土产生侧向隆起
图5.31 土工织物补强
国外的许多经验证明，在沼泽地、泥炭地等软土地基上建造临时道路时，在地基上铺一层土工织物，既可分隔软土和沙砾石以防混合，又可扩散荷载，减少所产生的剪应力，效果很显著。这类方法可使用在CBR值小于3的土类。
土工织物除对软土地基加固外，目前已发展到用于挡土墙、边坡、桥头、海岸和码头等支挡建筑物中，主要作用为拉筋，增大侧向约束作用，减少侧向位移，提高整体的强度和稳定性，如图5.32所示。
图5.32 土工布加筋路堤边坡
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