土工合成材料的工程应用范文

土工合成材料的工程应用篇1

【关键词】水利工程；施工；土工合成材料

水利工程在目前我国的社会发展起着越来越重要的作用，对于促进工农业生产十分关键。然而我国作为一个水资源较为紧张的国家，因此在目前的水利工程建设中对于节能环保要求也提出了新的看法。因此，在目前的水利工程建设中，以新材料、新技术为主进行施工受到人们的关注。土工合成材料作为目前工程项目中最为常见的一种，成为当前水利工程施工人员研究和探讨的热点话题之一。

1.土工合成材料概述

1.1材料概念

土工合成材料是随着科学技术和各种化学材料综合形成的一种新型岩土工程，这种工程模式是以合成纤维、塑料和橡胶等化学聚合物为基础原料形成的一种综合性材料体系，是通过将这些合成材料置放在土体以及各种土体结构之间，从而形成一种具备保护条件和土体土体条件的工作模式和方法。这种方法在目前的应用中已经形成了土工膜、土工织物和土工符合材料等多种类型体系，同时在水工建筑结构的施工中应用较为广泛，已成为了目前建筑工程施工项目中最值得我们关注和研究的话题。这主要是由于土工合成材料在应用的过程中具备着重量轻、施工和搬运方便且施工强度高、耐腐蚀性能好以及价格低廉的优势而引起的。

1.2使用范围

近年来的社会发展中，随着人们对于各种建筑结构施工要求的不断提高，其施工质量和施工技术也得到了人们的高度重视和关注。就目前的社会发展而言，这种材料已成为目前土木工程和岩土工程施工的关键所在。尤其是在水利工程的基层施工中，其主要使用者防渗墙结构、坝体结构和渠道衬砌施工之中。同时，伴随着节能、环保和可持续发展社会观念的提出，这种材料在施工中由于其节能环保优势好而得到得到人们的关注与重视。我国作为一个农业大国，在改革开放的多年时间里，由于水利工程整体性和抗渗性不科学而造成了施工质量和施工效益影响，更是造成严重的水资源浪费现象。因此，在目前的水利工程建设中，各种新材料的应用受到人们的重视，而土工符合材料也得到人们的关注。

2.土工合成材料施工技术

土工合成材料的应用是出自于岩土工程建设的一种新型材料体系，其在水利工程建设中发挥着不可忽视的作用与意义，同时其在应用的过程中不仅是在各种基础结构之中的应用，同时更是广泛的应用在各种主体结构施工模式。而且在施工的过程中，由于施工材料的不同而对于工程的设计原理、物料使用量的计算以及施工工艺等方面都提出了新的认识和要求。防渗土工合成料作为目前最为常见的一种，其在目前工程施工中得到了人们的重视，同时对于施工方法的研究也成为我们关注的重点。下面就施工中存在的各方面要求进行了系统、深入的总结和研究。

2.1坡面铺膜防渗

在目前的土工合成材料施工的过程中，坡面铺膜是最为常见的工程模式，其在施工的过程中，施工技术和施工体系是最为关键的模式。就当前的就当前的水利工程施工而言，其多数工程项目都是以土石坝为主的坝体结构模式，这种施工方式的选用对于整个工程的施工而言极为关键，同时在施工的过程中还需要对焊接工艺进行系统控制。焊接技术的应用直接决定着焊接工程质量，同时也决定着整个工程的施工效益要求。因此，在施工的过程中复合土工膜的施工极为关键和重要。

2.2堤身削坡与堤脚开挖

堤身削坡和堤脚开挖可采用人工配合机械施工，堤身按设计要求进行削坡，使其坡度达到设计标准，削坡后仔细清面，尽可能将坡面清理干净，整体上满足平整度要求，堤身堤顶分别开挖止滑槽。堤脚基础按设计断面开挖，达到相对不透水层后再向下开挖1m，宽1m深的沟槽，并清理开挖断面，同时做好基坑排水及基坑边坡稳定工作。完成以上工作后，施工和测量人员再进行堤坡规格检查，并做好实地施工记录和填写堤坡工程验收单，请监理工程师验收签证后，即可铺膜。

2.3施工铺设复合土工膜

在进行坝体土工膜铺设时，可以是顺坝轴方向铺设，最好是垂直坝轴线铺设。但是为了减少焊缝的长度，通常采用顺坝坡铺方案。对于高坝来讲，土工膜铺设通常采用坝上部分垂直坝轴线来铺设，不但能满足应力最小要求，也能满足焊缝少的特点；坝底可采用顺坝铺设，以减少焊缝。复合土工膜铺设时，要按设计及规范要求，从堤顶铺到坡底基槽，并埋入相对不透水层。铺设完毕后，应尽快回填堤脚和上部护坡，以避免开挖断面局部土质差而产生滑坡，铺膜时，注意张驰适度，避免应力集中和人为损伤，要求土工膜与地基结合面务必吻合平整，切不可有上、下游方向凸出的褶皱。

3.渗土工合成材料在工程施工中常出现的问题

防渗土工合成材料在工程施工中经常出现的问题有：经常遭受石块或其他尖棱物的穿刺破坏；由于土工薄膜缺少约束支撑，在承受水压力和土压力时易于被鼓破；薄膜受到下层气体或液体的顶托产生应力集中导致破坏；铺设在支撑土与混凝土面板之间的土工薄膜由于受到温度、重力、土移、浪击和水位变化等因素的影响，可能引起界面滑动，使土工薄膜产生过度拉伸、撕裂或擦伤；在斜面上用土或混凝土面板保护土工薄膜，当水位骤降时，土体中的孔隙水压力和库水位失去平衡而造成失稳滑动。只要按照施工规范和施工组织设计施工，确保施工质量，就可避免或减少类似问题的出现。

4.结束语

土工合成材料的工程应用篇2

关键词：道路工程土工合成材料改扩建路基

土工合成材料是一种新型的岩土工程材料，它以人工合成的聚合物，如塑料、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，以发挥、加强或保护土体的作用。近些年来，随着路面加宽工程的增加，土工合成材料在这方面的应用也日益广泛。目前在公路上常用的是土工布、土工格栅、土工格室。

土工格栅具有多孔结构，不同于金属带和土工织物等片状加筋材料，其锚固能力是通过摩阻力和支承阻力合成的。而用土工格室加固饱和粘性土地基，则是一种新的加固方法，现场实测和有限元分析结果表明，使用土工合成材料可以有效地加强新路基与既有路基的整体性，提高地基的承载力和解决路基的不均匀沉降问题，有效地防止路面开裂。

一、材料性能

在土工合成材料的应用上，一般采用土工格栅进行加筋，近年来土工格室也得到了广泛的应用。两者的性能分别如下：

1、土工格栅

土工格栅是一种以高强度聚内烯和高密度聚乙烯等高分子聚合物为原料的片材，在一定的温度条件下，经过挤板压延、冲孔、定位拉伸、冷却定型后形成的片网状结构物，它具有变形模量大、抗拉强度高、耐腐蚀、抗老化、与土颗粒之间的摩擦系数大、连锁作用强的特点，加筋效果强于土工布等材料。

二、土工格室

土工格室是八十年代在国际上开发的一种特种土工合成材料，它适于在工程领域用作加筋材料，是一种新型的立体加筋材料。这是一种有高分子聚合物经强力焊接而成的，三维网状结构，它伸缩自如，运输时可以折叠，使用时张开并在格室中填充砂石土等填料构成一种立体的蜂窝状结构，它在工程施工中与土砂石等材料共同构成了具有不同粘合力、不同加筋强度、不同深度的垫层，这些垫层可根据工程需要放置于不同的位置，用以处理软土路基等疑难问题，

同其他类型的土工合成材料一样土工格室具有性能优良应用范围广泛等特点；

1耐老化性能：土工格室以聚烯烃为基质材料，加入特殊添加剂，具有优良的耐老化性能，可选用不同的基材配方，使用温度范围在-40摄氏度到80摄氏度之间，经热氧化试验后，在70摄氏度状态下，拉伸屈服强度下降至70%，使用寿命可达49年；2抗化学腐蚀性能：年酸碱能力很强适用于不同的填筑材料；3良好的力学性能：土工格室应用范围十分广泛，既可用于加固软土路基又可用于边坡防护、挡土墙工程等，还可以用于河道治理、堤坝防护、支撑城市排水管道工程等。

三、加固机理

1、土工格栅加固机理

土工格栅对土的加固机理存在土于格栅之间的相互作用，在高速公路扩建工程新老路基结合部采用土工格栅可以有效的预防差异沉降的产生，这是因为；

①由于土工格栅与土接触面的摩擦作用，降低了加宽处土的垂直应力，使土体承载能力得以提高，减少了不均匀沉降；②土工格栅堆土体具有锁定作用，使土体抗剪能力得以充分地发挥，约束了土体的侧向变形；③由于水平铺设的土工格栅具有弹性，在反复荷载的作用下，不会产生变形的积累；④土工格栅具有一定的张力和延展性，能使路基与土工格栅形成一个连续柔性整体结构，使得更多范围内的土体参与承受荷载和抵抗变形，从而改善可能反映到路表的差异沉降。

2、土工格室加固机理

1土工格室可使填料的表观间距离成倍提高，对其中的填料提供了强大的侧限，该侧壁也对填料产生了竖向的摩擦约束，与材料形成了双面摩擦力（即横向阻力），有效地限制了因荷载而产生的横向移动趋势；2格式填料复合结构可以看做是一个具有一定抗弯刚度的柔性筏基，于是土工格室结构不仅能承担路堤对地基的侧向推力，而且还能有效地降低地基的竖向附加应力；3土工格室加筋层起到了扩散竖向应力的作用，保证了上部结构的安全、正常使用，土工格室置于地基表面还限制了软土的侧向隆起，使得土的滑移剪切面向更深的区域发展，类似于深基础的效果，也大大地增强了地基的稳定性。

四、在我国高速公路的应用

在目前我国改扩建高速公路中，应用较多的土工合成材料是土工格栅和土工格室。而且实践应用和相关文献表明，加筋比不加筋时的效果明显，能明显降低新旧路基的差异沉降，提高路基的整体稳定性。

五、结语

土工合成材料用在公路加工过程当中，主要是利用土工合成材料的高强度、韧性等力学性能，可改善土体、或作为加筋土以及各种复合土工结构，随着近年来旧路加宽工程的增多，土工合成材料在公路工程的应用越来越广泛，其研究内容会越来越丰富，将在道路工程领域起到越来越显著的作用，使道路工程的发展进入到一个崭新的阶段。

参考文献

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5.杨海斌，浅谈建筑软基处理中水泥的施工技术及控制，地基基础。桩基设计与施工，2009（8）

土工合成材料的工程应用篇3

【关键词】铁路路基 ， 施工，土工合成材料， 应用

【 abstract 】 railway roadbed construction progress in the wide application of geosynthetic materials, not only have the drainage, filtering, seepage control, reinforcement, isolation, protection and the action such as reducing load; And still can bring an implementation is simple and economic efficient technology way, at the same time, it also achieved good economic, social and environmental effect. I work with the actual, emphatically summarized and analyzed railway subgrade construction in the application of synthetic materials.

【 key words 】 railway roadbed, construction, geosynthetic materials, applications

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

一、新建张家口至集宁铁路是呼和浩特铁路局局管内第一条160km／h(预留200km／h)客货共线铁路，在管段DK83+529-DK98+700段路基土石方共295万m3，铺设土工格栅23万。按文件要求在路堤边坡水平宽度2.5m范围内自坡脚至基床表层下每隔0.6m铺设一层双向经编土工格栅，土工格栅抗拉强度不小于25Kn／m,延伸率小于10％，铺设表面平整，摊铺后及时填筑填料。个别地段铺设土工织物5.6万，根据地基承载力的不同情况需换填中粗砂，并与砂间铺设精编复合土工膜，其抗拉强度不小于20KN／m,顶破强度不小于2.0kN，其下换填0.5m厚二八灰土垫层。施工项目于2009年建成，2011年通车，在后期经过对普通路基、浸水路基、软土路基的检测和观察，发现铺设土工材料的地段对路基的稳定起到很好的作用，其土工材料的力学性能能够有效的充分发挥，确保了路基的稳定。

二、土工合成材料的含义及其应用简述

土工合成材料是土木工程应用的合成材料的总称。作为一种新型的土木工程材料，它是以人工合成的聚合物(如塑料、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、表面或各种土体之间，发挥加强或保护土体的作用。

土工合成材料在土木、水利、交通、铁道和环境工程中得到广泛的应用，起到排水反滤、防渗、加筋、隔离、防护和减载等作用。这些作用是以不同的形式的产品来实现的，例如，土工织物用于滤层、隔离和防护；土工网和三维植被网垫用于排水和坡面的稳定；土工格栅、条带和有纺或编织土工织物用于加筋、土工膜用于防渗等。复合型土工合成材料则结合了各自的优点，例如，兼有过滤和排水性能的土工织物和土工网复合材料，结合加筋和隔离功能的土工织物和土工格栅复合材料，而土工织物和土工膜结合形成的复合土工膜则既能防渗又具有防刺破的作用，同时具有与土较高的界面磨擦系数。目前证明较成功的应用有：无纺土工织物代替粒状级配滤层应用于反滤排水工程中，土工合成材料加筋挡土墙代替重力式挡土墙，塑料排水带代替砂井，土工膜用于防渗材料等。在应用的初期，最担心的是耐久性，忽视铺放的位置，认为铺土工合成材料总比不铺好。而现在经验证明在土中耐久性是可以保证的，相反，土工合成材料铺放的位置不当或施工质量差，会降低作用，甚至适得其反。

土工合成材料的原材料是高分子聚合物。它们是由煤、石油、天然气或石灰石中提炼出来的化学物质制成，再进一步加工成纤维或合成材料片材，最后制成各种产品。制造土工合成材料的聚合物主要有聚乙烯(PE)、聚酯(PER)、聚酰胺(PA)、聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)等。通过长时间的使用探索，人们发现材料的强度还与纤维的制作方法有关。在应用土工合成材料时，其性能更受施工方法、应用环境和侧限压力大小的影响。例如内蒙古卓资山旗下营大黑河的护岸工程，该工程采用聚丙烯编织布，聚氯乙烯绳网和混凝土块组成整体沉排，防止河床冲刷。无纺织物作为隔离材料，铁路部门首先应用于防治“翻浆冒泥”现象。随后的几年，铁路路基如：张家口至集宁铁路、集宁至包头增建第二双线铁路，还有地方专用线如西金铁路、东乌铁路等也都广泛的应用，增加了路基的稳定性。目前，品种繁多的人工合成材料陆续问世，它们可制成各种符合特定目的的产品，而且由于其具有质量轻、施工简易、运输方便、价格低廉料源丰富等优点，为土木工程和铁路建设提供了一种崭新的较为理想的材料，并由此带来一种实施简便和经济有效的技术途径。土工合成材料是以合成材料为原材料制成的应用于岩土工程的各种产品的统称。因为它们主要用于岩土工程，故冠以“土工”两字，称为土工合成材料，以区别于天然材料。近些年来，土工合成材料在全世界范围内得到迅速的发展和广泛的应用，取得了良好的经济、社会和环境效应。

三、土工合成材料的种类

（一）土工织物

1、土工织物的种类

土工织物为透水性土工合成材料。土工织物的制造一般要经过两个步骤：首先把聚合物原料加工成丝、短纤维、纱或条带，然后再制成平面结构的土工织物。目前主要有有纺土工织物和无纺土工织物。有纺土工织物由两组平行的呈正交或斜交的经线和纬线交织而成，其主要缺点是沿经线和纬线的强度高，而与经纬线斜交方向的强度低，无纺土工织物是把纤维作定向的或随意的排列，再经过加工而成，按照联结纤维的方法不同，可分为化学(粘结剂)联结、热力联结和机械联结三种。其主要优点是强度没有显著的方向性，对变形的适应性较大，目前大部分企业使用的均属这种类型。

土工织物突出的优点是重量轻，整体连续性好(可做成较大面积的整体)，施工方便，抗拉强度较高，耐腐蚀和抗微生物侵蚀性好。缺点是未经特殊处理，则抗紫外线能力低，如暴露在外受紫外线直接照射容易老化，但如不直接暴露，抗老化及耐久性能仍较高，土工织物的性能与其聚合物原料、土工织物的种类及加工制造方法密切相关。

（二）、土工膜

土工膜是一种基本不透水的材料。根据原材料不同，可分为聚合物土工膜和沥青土工膜两大类。为了适应工程应用中不同强度和变形的需要，两类中又各有不加筋(单一或混合材料)和加筋或组合的类型。聚合物膜在工厂制造，沥青膜则大多在现场制造。制造土工膜的聚合物有热塑塑料(如聚氯乙烯)、结晶热塑塑料(如高密度聚乙烯)、热塑弹性体(如氯化聚乙烯)和橡胶(如氯丁橡胶)等。工厂制造土工膜的方法主要有挤出、压延或加涂料等。挤出是将熔化的聚合物通过模具制成土工膜，厚0.25～4 mm。压延则是将热塑性聚合物通过热辊压成土工膜，厚0.25～2 mm。加涂料是将聚合物均匀涂在纸片上，待冷却后将土工膜揭下来而成。现场制造土工膜是在地面喷涂或敷一层冷或热的粘滞聚合物而成。沥青土工膜用的是沥青聚合物或合成橡胶。

制造土工膜时还需要掺入一定量的添加剂，使在不改变材料基本特性的情况下，改善其某些性能和降低成本。例如掺入碳黑可以提高抗日光紫外线能力，延缓老化；掺入铅盐、钡、钙等衍生物以提高材料的抗热、抗光照稳定性；掺入滑石等剂以改善材料可操作性；掺入杀菌剂可防止细菌破坏等。对于沥青类土工膜，其主要的掺入材料是一些填料或纤维。填料可为细矿粉，它能增加膜的强度且降低其成本；加入纤维，也是为提高膜的强度。

（三）、土工复合材料

土工织物、土工膜和某些特种土工合成材料，以其两种或两种以上的土工材料互相结合起来，成为土工复合材料。土工复合材料可将不同构成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。如复合土工膜，将土工膜和土工织物按要求制成土工膜―土工织物组合物，称复合土工膜。土工膜主要用来防渗，土工织物起加筋、排水和增加土工膜与土面之间的摩擦力的作用。又如土工复合排水材料，它是以无纺土工织物和土工网、土工膜或不同形状的合成材料芯材组成的排水材料，用于软基排水固结处理、路基纵向横向排水、建筑地下排水管道、集水井、支挡建筑物的墙后排水、隧道排水、堤坝排水设施等。不同的工程有不同的综合功能要求，故土工复合材料的品种繁多，可以说土工复合材料是当前和今后一段时期发展的大方向。这里主要介绍复合土工膜和土工复合排水材料两类。

1 复合土工膜

复合土工膜是用土工织物或其他材料与土工膜结合而成的不透水材料。根据主要功能的不同，复合土工膜可划分为加筋型土工膜和横向排水型土工膜两种。

(1)加筋型土工膜

加筋型土工膜具有较高的强度和模量，以满足工程中防渗与受力的要求，如氯丁橡胶土工膜和经编土工膜。加筋土工膜的厚度：聚合物有涂料的三层压延加筋土工膜厚0.75～1.5 mm；聚合物五层压延加筋土工膜厚1.0～1.5 mm。

(2)横向排水型土工膜

横向排水型土工膜一般由无纺土工织物与土工膜复合而成，常见的有“一布一膜”、“两布一膜”。其中，无纺土工织物不仅具有横向排水作用，而且对土工膜起保护作用。

2 土工复合排水材料

土工复合排水材料是薄型土工织物包裹不同材料制成的不同形状的芯材组合成的一种复合型排水产品。这种产品克服了土工织物沿织物平面方向排水能力小的缺点，可以沿产品芯材水平方向的排水通道通畅地排水，而外包的土工织物作为滤层以阻止土颗粒进入排水通道。复合排水带主要用于软土地基竖向排水固结处理等，我国生产及工程上普遍采用的产品主要是塑料排水带。复合排水板具有广泛的用途，如路基纵向横向排水、支挡建筑物的墙后过滤排水、隧道衬砌后防排水、建筑物地下排水通道、堤坝排水设施等。

(1)塑料排水带

塑料排水带是由不同截面形状的连续塑料芯板外面包裹非织造土工织物(滤膜)而成。芯板的原材料为聚丙烯、聚乙烯或聚氯乙烯。芯板截面有多种型式，常见的有城垛式、口琴式和式等。芯板起骨架作用，截面形成的纵向沟槽供通水之用，面滤膜多为涤纶无纺织物，作用是滤土、透水。

塑料排水带的施工是利用插带机将其埋设在土层中的预定位置。塑料带前端与锚靴相连，用插带机导杆顶住锚靴，插入土层中，达到预定深度后拔出导杆，但排水带仍留在预定位置，在高出地面一定高度(0.5 m左右)剪断排水带，施工时可用静荷或动荷送杆，静荷送杆对土层扰动小，较为常用。我国插带机的插入深度可达约25 m，入土速率可达6 m/min。排水带的平面分布间距可借理论计算确定，一般为1～2 m。排水带插入软基后，为排除土中的多余水量提供了捷径，多余水可水平向通过带的滤膜进入芯板沟槽，再向上由地表的透水料垫层排走。排水带在公路、码头、水闸等软基加固工程中应用广泛，以加速软土固结。

(2)软式排水管

软式排水管又称为渗水软管，是由高强钢丝圈作为支撑体，以及具有反滤、透水及保护作用的管壁包裹材料两部分构成的。高强钢丝由钢线经磷酸防锈处理，外包―层PVC材料，使其与空气及水隔绝，避免氧化生锈。包裹材料有三层，内层为透水层，由高强特多龙纱或尼龙纱作为经纱，特殊材料为纬纱制成；中层为非织造土工织物过滤层；外层为与内层材料相同的覆盖层。为确保软式排水管的复合整体性，支撑体和管壁外裹材料间，以及外裹各层之间都采用了强力粘结剂粘合牢固。软式排水管兼有硬水管的耐压与耐久性能，又有软水管的柔性和轻便特点，过滤性强，排水性好，可用于各种排水工程中。

(四) 土工特种材料

土工特种材料是为工程特定需要而生产的产品，品种多，现选择几种主要产品说明如下。

1 土工格栅

土工格栅是在聚丙烯或高密度聚乙烯板材上先冲孔，然后进行拉伸而成的带长方形或方形孔的板材。加热拉伸是让材料中的高分子定向排列，以获得较高的抗拉强度和较低的延伸率。按拉伸方向不同，格栅分为单向拉伸(孔近矩形)和双向拉伸(孔近方形)两种。前者在拉伸方向上有较高强度，后者在两个拉伸方向上皆有较高强度。土工格栅的品种和规格很多，目前开发的新品种有用加筋带纵横相连而成的，也有用高强合成材料丝纵横连接而成的等等。

2 土工网

土工网是以聚丙烯或聚乙烯为原料，应用热塑挤出法生产的具有较大孔径和较大刚度的平面结构材料。可因网孔尺寸、形状、厚度和制造方法的不同而造成性能上的很大差异。一般而言，土工网的抗拉强度都较低，延伸率较高。这类产品常用于坡面防护、植草、软基加固垫层，或用于制造复合排水材料。一般说来，它只有在受力水平不高的场合，才能用于加筋。

3、土工模袋

土工模袋是由上下两层土工织物制成的大面积连续状材料，袋内充填混凝土或水泥砂浆，凝固后形成整体混凝土板，可用作护坡。这种袋体代替了混凝土的浇注模板，故而得名。模袋上下两层之间用一定长度的尼龙绳来保持其间隔，可以控制填充时的厚度。浇注在现场用高压泵进行。混凝土或砂浆注入模袋后，多余水量可从织物孔隙中排走，故而降低了水分，加快了凝固速度，使强度增高。按加工工艺的不同，可将模袋分为两类，即机织模袋和简易模袋。前者是由工厂生产的定型产品，而后者是用手工缝制而成的。

4 、土工合成材料粘土垫层

土工合成材料粘土垫层是由两层或多层土工织物(或土工膜)中间夹一层膨润土粉末(或其他渗透性材料)以针刺(缝合或粘接)而成的―种复合材料。它与压实粘土垫层相比，具有体积小、质量轻、具柔性、密封性良好、抗剪强度较高、施工简便、适应不均匀沉降等优点，可以代替―般的粘土密封层，用于水利或土木工程中的防渗或密封设计。国外大量用于废料坑的底部防渗衬砌和顶部封盖。

四、土工合成材料的工程特性

（一） 物理特性

1 、厚度

土工合成材料厚度用mm表示，厚度变化对织物的孔隙率、透水性和过滤性等水力特性有很大的影响。常用的各种土工合成材料的厚度是：土工织物一般为0.1～5 mm，最厚的可达十几毫米；土工膜一般为0.25～0.75 mm，最厚的可达2～4 mm；复合型材料有时采用较薄的土工膜，最薄可达0.1 mm；土工格栅的厚度随部位的不同而异，其肋厚一般由0.5 mm至几十毫米。有些材料在受压时厚度变化很大，需规定在某固定压力下测定厚度。一般规定此压力为2 kPa。 根据工程需要还应测试在20 kPa、200 kPa压力下的系列厚度。土工织物厚度可采用专门的厚度测试仪，土工膜厚度可直接用千分尺测定，―般要求加压面积为25 cm2，试样面积应大于加压面积的2倍，加压时间30 s，试样不少于10块。

2、单位面积质量

单位面积质量为单位面积土工合成材料具有的质量，它反映材料多方面的性能，如抗拉强度、顶破强度等力学性能以及孔隙率、渗透性等水力学性能。通常以g/m2表示，是土工合成材料的主要物理性能之一。土工织物和土工膜单位面积质量受原材料密度的影响，同时受厚度、外加剂和含水量的影响，常用的土工织物单位面积质量一般在50～1 200 g/m2的范围内。测定单位面积质量采用秤量法，试样面积为100 cm2，数量不得少于10块，天平秤量读数应精确到0.01 g(现场测试为0.1 g)。测试前要求试样在标准大气压下恒温(20±2 ℃)，恒湿(65 %±2 %)24 h。

（二）、力学特性

反映土工合成材料力学特性的指标主要有拉伸特性及抗拉强度、撕裂强度、顶破强度、刺破强度、穿透强度及握持强度等。

1 、拉伸特性及抗拉强度

土工合成材料是柔性材料，大多通过其抗拉强度来承受荷载以发挥工程作用，因此抗拉强度及其应变是土工合成材料的主要特性指标。土工合成材料的抗拉强度与测定时的试样宽度、形状、约束条件有关，必须在标准规定的条件下测定。土工织物在受力过程中厚度是变化的，不易精确测定，故其受力大小一般以单位宽度所承受的力来表示，单位为kN/m或N/m，而不是习惯上所用的单位面积的应力来表示。

目前测定抗拉强度基本上是沿用纺织品条带拉伸试验方法，即把试样两端用夹具夹住，以一定的速率施加荷载进行拉伸直到破坏，测得试样自身断裂强度及变形，并绘出应力―应变曲线。目前条带拉伸试验的试样分宽条与窄条两种，宽条试样宽200 mm、长100 mm，宽长比B/L＝2；窄条试样宽50 mm、长100 mm，宽长比B/L=1/2。试验机具应选择具有等速拉伸性能、能测读拉伸过程中拉力和伸长量或直接记录拉力―伸长关系曲线的拉力机，同时要求试样的最大断裂力在满量程的10 %～90 %范围内。国内规定拉伸速率为50 mm/min。

目前关于土工合成材料的拉伸力学特性一般采用室内无侧限拉伸试验进行测试。但现场埋设在填料中的土工筋材的力学特性因填料的约束作用而不同，人们曾通过对不同宽带的试件进行拉伸试验，以评价筋材受侧向约束的影响。但更科学的是应将筋材埋在填料中进行测试。此时的力学特性所受影响因素较多。有约束的拉伸试验表明，约束力将增加土工织物的抗拉强度和模量，对于土工格网和土工格栅，约束力的影响更为显著，因为除了界面的摩擦阻力外，筋材横肋所受拉伸方向的土压力还将约束其变形，从而增大了模量。

2、 握持强度

土工织物承受集中力的现象普遍存在，握持强度是反映其分散集中力的能力。握持强度试验选用的仪器一般与条带拉伸试验相同，但试验方法不同。握持强度试验是握持试样两端部分宽度而进行的一种拉力试验。它的强度由两部分组成，一部分为试样被握持宽度的抗拉强度；一部分为相邻纤维提供的附加抗拉强度。它与条带拉伸强度之间没有简单的对比关系。由于各单位所采用的试样和夹具的尺寸不尽相同，试验的难度也较大，因此测得的成果相差很多。一般不宜作为设计依据。只可用作不同土工织物的抗拉强度的比较。土工织物握持力一般为0.3～6.0 kN。

3、 撕裂强度

土工织物和土工膜在铺设和使用过程中，常常会有不同程度的破损。撕裂强度反映了试样抵抗扩大破损裂口的能力，可评价不同土工织物和土工膜被扩大破损程度的难易，是土工合成材料应用中的重要力学指标。

目前撕裂强度试验仍沿用纺织品标准测试方法。常用的纺织品撕裂试验，按试样形状分为梯形法、翼形法以及舌形法，舌形法又分为单缝与双缝两种。目前多采用梯形法测定土工膜及土工织物的撕裂强度，这种试验从其加力方式看，近似于张拉试验。土工织物梯形撕裂强度值一般为0.15～30 kN，不加筋土工膜的梯形撕裂强度值一般为0.03～0.4 kN。

4 、顶破强度 刺破强度及穿透强度

在工程应用中，土工织物及土工膜常被置于两种不同粒径的材料之间，受到粒料的顶破作用，同样也将受到抛填粒料引起的法向荷载。根据粒径大小形状、土工织物及土工膜接触面的受力特征和破坏形式的不同，可分为顶破、刺破和穿透几种受力状态。

(1)顶破强度是反映土工织物及土工膜抵抗垂直织物平面的法向压力的能力。顶破试验与刺破强度试验相比，压力面积相对较大，材料呈双向受力状态。所用试验方法有液压胀破试验、圆球顶破试验和相CBR顶破试验。

(2)刺破强度是反映土工织物或土工膜抵抗小面积集中荷载(如有棱角的石子或树枝等)的能力。试验方法与圆球顶破试验相似，只是以金属杆代替圆球。

(3)穿透强度可通过穿透试验测得，这种试验是模拟工程施工中具有尖角的石块或其它锐利物落在土工织物或土工膜上的情况，用穿透试验所得孔眼的大小，评价土工织物或土工膜抵御穿透的能力。

（三）、水力学特性

由于土工织物、细孔土工网等土工合成材料可以使水及空气自由地通过，并能有效地截留和控制土颗粒的流失，因此被广泛他用作排水和过滤材料。为此必须研究其水力学特性，其主要包括两方面：―是透水与导水能力；二是阻止颗粒流失的能力。这些特性涉及到土工合成材料的孔隙率、孔径大小与分布情况、渗透特性等。土工织物的渗透特性是其重要水力学特性之一。在过滤标准及其它有关水力学中，是一项不可缺少的重要指标。根据工程的需要，通常要确定垂直于织物平面的渗透特性和平行于织物平面的渗透特性。垂直于织物平面的渗透特性，主要用垂直渗透系数 表示。该系数是渗流的水力梯度等于1时的渗流速度，一般服从达西定律，土工织物的渗透系数约为 ～ cm/s，其中无纺织物的渗透系数为 ～ cm/s。使用土工膜的目的在于防渗，它可以阻挡水、水气、气体及有害物质(例如甲醇、丙酮和二甲苯等)的渗透。土工膜在水压力作用下产生渗流的原因是由于制造时的不均匀性和缺陷等因素所造成的，有些细微的通道，则是在一定的水压力下被水冲破而形成的，温度变化引起水体积变化，土工膜的渗透系数愈小，温度对试验结果的影响愈大。

（四）、耐久性

土工合成材料的耐久性包括许多方面，主要是指对紫外线辐射、温度变化、化学与生物侵蚀、干湿变化、冻融变化和机械磨损等外界因素变化的抵御能力，材料的耐久性主要与聚合物的类型及添加剂的性质有关。

土工合成材料的老化现象主要是因为高分子聚合物具有链节结构，受外界因素的影响发生降解反应或交联反应的结果。使材料老化的各种因素中，阳光辐射起着最重要的作用。紫外线具有很大的能量，能够切断许多聚合物的分子链，或者引发光氧化反应。其试验方法主要有自然老化和人工老化两大类，近几年采用了一系列措施以增加聚合物的抗老化能力，并取得了很好的效果。添加防老化剂、方法简便，效果显著，是当前防老化的主要途径。土工合成材料在有覆盖的情况下(或埋在土中)，老化速度缓慢。

聚合物对化学腐蚀一般具有较高的抵抗能力，但某些特殊的化学药剂或废品对聚合物有腐蚀作用。因而利用土工合成材料(土工膜)作污水或废物存储池的防渗材料时，对其化学稳定性要认真对待。土工合成材料在铺设过程中易受损伤，且不易被发现，国外试验研究发现，埋在土中的织物老化主要是由于机械伤引起的，铺设造成的孔洞是使材料强度降低的主要因素。孔洞数愈多，原始强度降低得愈多。在高温条件下，合成材料将发生熔融现象。有时温度虽未达到融点，聚合物分子结构也可能发生变化，影响材料的弹性模量和强度。有些聚合物在特别低的温度下，也使柔性降低、质地变脆，影响其力学特性，给施工及接缝造成困难。此外，干湿度和冻融变化可能使一部分空气或冰屑存在织物内部，影响其渗透特性。

五、土工合成材料的功能

土工合成材料具有多方面的功能，一种土工合成材料往往就兼有数种功能。随着土工复合材料的发展，所兼有的功能就更多。总的说来，土工合成材料的主要功能可归纳为六类，即过滤作用、排水作用、隔离作用、防渗作用、防护作用以及加筋作用。

1 过滤作用

把土工织物置于土体表面或相邻土层之间，可以有效地阻止土颗粒通过。从而防止由于土颗粒的过量流失而造成土体的破坏。同时允许土中的水或气体通过织物自由排出，以免由于孔隙水压力的升高而造成土体的失稳等不利后果。

土工织物可适用于土石坝粘土心墙或粘土斜墙的滤层，土石坝或堤坝内的各种排水体的滤层，储灰坝或尾矿坝的初期坝上游坝面的滤层。堤、坝、河、渠及海岸块石或混凝土护坡的滤层，水闸下游护坡下部的滤层，挡土墙回填土中排水系统的滤层，排水暗道周边或碎石排水暗沟周边的滤层，水利工程中水井、减压井或测压管的滤层等。

2 排水作用

有些土工合成材料可以在土体中形成排水通道，把土中的水分汇集起来，沿着材料的平面排出体外。较厚的针刺型无纺织物和某些具有较多孔隙的复合型土工合成材料都可以起排水作用。

它们可适用于土坝内垂直或水平排水，土坝或土堤中的防渗土工膜后面或混凝土护面下部的排水。埋入土体中消散孔隙水压力，软基处理中垂直排水，挡土墙后面的排水，各种建筑物后面的排水，排除隧洞周边渗水、减轻周边所承受的外水压力，人工填土地基或运动场地基的排水等。

3. 隔离作用

隔离是指在两种物理力学性质不同的材料之间铺设土工合成材料，使它们不互相混杂。例如将碎石和细粒土隔离，软土和填土之间隔离等等。隔离可以为工程带来许多预期的良好效应，举例说明如下：

(1)通过隔离层，引起应力扩散作用，使地基土的沉降量得到一定程度的均化。

(2)隔离提供排水面，加速地基土固结，使承载力提高。

(3)隔离层起整体性作用，可使要求的地基粗粒料支持层的厚度减少，节约建筑材料。

(4)地基中有部分软弱区域，或有小范围洞穴，铺隔离层有架桥作用，以掩盖和减弱洞穴区或软弱区的影响。

(5)在地下水位较高的地基中，隔离层可以切断毛细水上升，防止盐碱化，或减弱冻胀。

(6)道路基床中，隔离是防治翻浆冒泥的有效措施。

(7)隔离层还起一定的保温作用。

用于隔离的土工合成材料应以它们在工程中的用途来确定。应用最多的是有纺和无纺土工织物。如果对材料的强度要求较高，有时还要求以土工网或土工格栅作为材料的垫层。当要求隔离防渗时，则需要土工膜或复合土工膜。

4 防渗作用

土工膜和复合型土工合成材料，可以防止液体的渗漏、气体的挥发，保护环境或建筑物的安全。它们可用于土石坝和库区的防渗，渠道防渗，隧道和涵管周围防渗，防止各类大型液体容器或水池的渗漏和蒸发，屋顶防漏，用于修筑施工围堰等。

5 防护作用

多种土工合成材料对土体或水面，可起防护作用。它们主要用于防止河岸或海岸被冲刷，防止垃圾、废料或废液污染地下水或散发臭味，防止水面蒸发或空气中灰尘污染水面，防止土体冻害等。

6 加筋作用

很多土工合成材料埋在土体中，可以分布土体的应力，增加土体的模量，传递拉应力，限制土体侧向位移；还可以增加土体和其它材料之间的摩阻力，提高土体及有关建筑物的稳定性，土工织物、土工格栅、土工网及一些特种或复合型的土工合成材料，都具有加筋作用。它们可用于加强软弱地基，加强边坡稳定性，用作挡土墙回填土中的加筋或锚固挡土墙的面板，修筑包裹式挡土墙或桥台，加固柔性路面、防止反射裂缝的发展等。

六、结论

（一）土工合成材料应用中存在的问题

1、在工程实际应用中，设计对土工合成材料的技术指标、施工工艺和方法常有特定的要求，但个别工程实施后达不到预期效果。主要原因是施工技术问题，部分施工人员对这一新型材料还比较生疏，施工设备和方法比较落后，操作不规范，以致施工质量达不到设计要求。

2、土工合成材料本身制约着工程质量，有些产品工艺落后，成本较高，质量难以达到规定标准。

3、工程施工中，部分单位在购买材料时低价竟标，更有相当多的单位没有检测设备和检测人员，没有把好质量关。因此，土工合成材料在生产及施工应用上，还缺乏必要的、严格的行业管理。

（二）结论

《铁路路基土工合成材料应用技术规范》自实施以来，有力促进了铁路土工合成材料的应用，路基工程质量得到了质的提高。但由于设计理论的相对滞后，土工合成材料生产厂家众多，产品质量参差不齐，技术规范有关条款不易操作等诸多原因，限制了进一步的推广应用。我认为在规范修订时，如下方面予以考虑完善。

(1)增加土工合成材料生产原料的技术要求，分不同地区、不同的应用条件提出相应产品技术指标。对作为重要受力构件的材料(如加筋土挡土墙拉筋带)，要增加蠕变强度等指标。

(2)各类结构、构筑物的计算理论和方法要在规范中明确和进一步细化；随着工程实践的积累，宜增加高墙(如单级超过10 m的加筋土挡土墙)、包裹式加筋土挡土墙、加陡边坡加筋路堤、土工格室加固软基等计算方法。

(3)补充新型土工合成材料，如经编土工格栅、立体植被网、双向拉伸土工格栅的应用条件和技术要求。

(4)吸收近年来土工合成材料应用的成功经验和教训，进一步完善设计和施工质量检验条款。

(5)参照国标和其它标准，统一材料名称，制定较详细的技术指标、检验(测)项目和标准。

土工合成材料在工程应用中有着极为突出的优势，在公路、铁路、水利、环保工程等方面，就地取材，原来不能利用的淤泥、沙土、碎石等采用土工合成材料后都能变成坚固的路基和挡墙，无需开山取石取土修建，有效地保护了自然生态环境，防止了水土流失和山体滑坡。随着科技的不断发展土工合成材料的用途将不断延伸，推广土工合成材料的首要目的和优势就是保护生态环境，有着其他材料不可替代的优点。

通过张集铁路、西金铁路的现场施工的实际操作，发现了我们对土工合成材料的应用还了解甚少，要发挥它的作用，就得要用对部位，做出合理的设计，组织精心的施工，用创新的理念继续深入探索土工合成材料对路基稳定的作用，为铁路建设打下坚实的基础。

土工合成材料的工程应用篇4

关键词：复合材料；土木工程；应用措施

在工业领域，复合材料主要指的是在物理技术及化学技术的作用下，将一些具有不同性质的材料制作成一种在宏观或微观领域具有一定新特点的新型工业材料的过程。对不同材料的自身优点的发挥，是这一材料在实际应用过程中表现出的一种主要特点。在20世纪50年代，针对当时新中国所面临的百废待兴的局面，在苏联专家的帮助下，我国学者开始对复合材料问题进行了探究。在20世纪80年代，混凝土结构外贴玻璃纤维在土木工程领域的应用，让土木工程的防腐功能得到了一定程度的强化。随着土木工程技术的不断发展，碳纤维复合材料在土木工程中的应用，对土木工程中的桥梁工程等问题的优化，起到了一定的促进作用。在对与复合材料有关的问题进行探究的过程中，我们可以对这一材料在土木工程领域中的应用问题进行探究。

一、复合材料在土木工程中的作用

随着科学技术的不断发展，复合材料已经在工业生产中的多个领域得到了应用，汽车工业中汽车车身的制作工艺离不开复合材料的支持。人们日常生活中经常接触的复印机和打印机，也对这一材料进行了一定程度的应用。在对这一材料在土木工程施工项目中的应用问题进行探究之前，我们首先需要对这一材料在土木工程中所表现出来的作用进行探究。从这一技术在土木工程中的应用现状来看，结构加固补强作用，是这一材料在土木工程施工领域所发挥出来的主要作用。在笔者看来，这种结构加固补强作用主要指的是对土木工程项目自身的受力性能进行强化的一种有效方式。2008年四川汶川发生严重地震灾害以后，有关部门在灾后重建过程中就对这种复合材料进行了应用，从这一技术的应用效果来看，它对地震中受损的建筑物的加固修复工作起到了一定的促进作用。从土木建筑工程的发展现状来看，

二、复合材料在土木工程中的主要应用

（一）复合材料筋索与混凝土结构

复合材料筋索在混凝土结构中的应用，是复合材料在土木工程中应用的主要表现。通过对这种筋索的应用效果进行探究，我们可以发现，这一材料在土木工程中所表现出来的耐腐蚀性，可以让其成为土木工程中传统钢筋的替代品。这一材料的应用，对土木工程施工成本的降低，也会起到一定的促进作用。在我国东北地区及东部沿海地区，这一材料在土木工程中的应用，对工程的抗寒能力和抗盐蚀能力的提升，有着一定的促进作用。早在20世纪90年代，这一技术就开始在土木工程领域中得到了应用，在北京地区的人民大会堂加固改造工程和民族文化宫加固改造工程中，这种基于复合材料的混凝土结构就得到了应用。以民族文化宫加固改造工程为例，在改造修复技术应用过程中所使用的赛柏斯结晶防水混凝土和预制多功能吸声板等材料的应用，就是复合材料在土木工程中应用的一种表现。从这一材料的应用现状来看，建立在这一结构的技术上的复合材料、混凝土、钢管组合构建技术，是土木工程建筑材料的利用率进行提升的有效方式。

（二）全复合材料结构

在对复合性材料的力学性质进行探究以后，我们可以发现，强度高是这一材料在力学领域所表现出的一种主要特点。从这一材料在实际应用中所表现出来的特点来看，耐腐蚀性和可设计性是这种材料所表现出的一种主要特点。从这一材料在土木工程中的表现来看，全复合材料结构在土木工程领域中的桥梁工程中有着较为普遍的应用。例如复合材料桥梁的快速架设技术的出现，就可以被看作是将全复合材料结构应用于土木工程的一种表现。在人们的日常生活中，在地震、火灾、洪涝灾害（泥石流）或台风（飓风）灾害发生以后，这一技术会在灾害救援工作的开展过程中得到应用。在战争环境或军事演习项目中，工程兵部队所进行的桥梁架设作业，也可以被看做是桥梁应急快速架设措施的一种表现。不论是在灾害环境下还是在战争环境下，桥梁的应急架设工作都会对桥梁机动性和标准化问题提出较为严格的要求。由于复合材料在日常生活中具有轻量化的特点，这就使得这种材料的应用问题引起了一些学者的关注。从这一技术的应用情况来看，服务于军事领域，是这一技术的研究工作所表现出的主要特点。从这一技术的应用前景来看，随着一些军事领域的新型科研成果的问世，军队中的工程兵部队在实战环境下的桥梁架设能力会得到有效提升。

三、结论

复合材料在土木工程领域中的应用，可以让工程的施工工作更好地满足所在地区的建筑环境。在土木工程领域中，与复合材料有关的建筑技术就会具有较为广阔的发展前景。

参考文献：

[1]赵李艳.关于复合材料在土木工程中的发展与应用研究[J].江西建材,2015,21:266-267.

[2]常生学.复合材料在土木工程中的应用研究[J].四川水泥,2016,04:268.

[3]董江涛.探究复合材料在土木工程中的发展与应用[J].智能城市,2016,09:334.

土工合成材料的工程应用篇5

[关键词] 边坡防护 边坡病害 侵蚀机理 土工合成材料

问题的提出

从20世纪80年代开始，我国的公路基础设施实现了跨越式的发展，取得了举世瞩目的成就。随着我国基础设施的大力发展，在公路、铁路等部门都涉及到大量的边坡问题，因此对边坡的正确认识、合理设计、适当治理，把边坡失稳造成的灾害降到最低限度意义重大。目前，土工合成材料发展很快，应用范围不断扩大，工艺水平日新月异，使得新产品常常成为展览品。各种土工合成材料，包括土工薄膜、土工织物、土工栅条、土工网格、土工模袋，在填土衬垫、陡坡和竖直挡土墙的加固、排水系统、软土路基、侵蚀控制、堤防和大坝等方面补充或替代了传统的设计。

路基边坡病害分析及防护设计原则

1.边坡破坏产生的危害。①边坡破坏带来系列的工程问题和环境问题，严重的中断交通，甚至造成人员伤亡，给国家和人民的利益带来巨大的损失。②边坡的浅层破坏造成边坡落石，还危及行车安全，导致人员伤亡事故有时发生。③边坡深层破坏带来的后果更加严重。除在公路建设和养护期间需要花费大量的人力和财力进行处治外，还往往中断交通。处治后发生病害的边坡在进行处治时，技术和施工难度增加。④路堤边坡破坏往往导致路面断板、开裂，这种现象较为普遍，严重的情况是出现路堤整体滑动和中断交通，除给公路运营管理部门带来直接的经济损失外，还给用路者带来难以估量的间接损失。

2.路基边坡病害的原因分析。（1）气候因素。气候因素有气温、降水、风速、风向、最大冻土深度等。在大面积的土质或风化岩质坡面上，由于温差对地表的影响，加上雨水直接冲刷坡面，极易风化剥落，导致堑坡水土大量流失，或坡面产生裂缝，发生浅层溜方。（2）水文因素。水文因素如地表水的排泄，河流常水位、洪水位，有无地表积水和积水时间长短，河岸淤积情况；水文地质因素有地下水埋深、移动规律，有无层间水、裂隙水、泉水等。（3）土质因素。沿线地质因素，如岩石的种类、风化程度和裂隙情况，岩石走向、倾向、倾角、层理和岩层厚度以及有无断层或其他不良地质现象。

土是建筑路基及边坡的基本材料，不同的土类具有不同的工程性质。砂粒土的强度构成以内摩擦力为主，强度高，受水的影响小；黏性土的强度形成以黏聚力为主，强度随密实程度的不同变化较大，并随湿度的增大而降低；粉土类土毛细现象强烈，强度和承载力随着毛细水上升和湿度的增大而下降。对于黄土质砂黏土或其他黏土质土，因其透水性弱、崩解性强、经雨水浸泡后土体表层含水量达到和状态时，易使边坡失稳而溜方；若路堤填料不合格，又没有进行土质改良，将导致边坡结构层断裂破坏。

土工合成材料在路基边坡防护中的应用

土工合成材料的种类。土工合成材料大体可以分为土工织物、土工膜、特种土工合成材料和复合型土工合成材料四大类，每类材料又都有各自的相关产品。

1.土工织物特点。土工织物是采用编织技术生产的透水性土工合成材料，他的特点是重量轻、整体连续性好。可做成较大面积的整体，长度可达数百米。并且施工简便、抗拉强度高、耐腐蚀和微生物侵蚀性好。

2.土工膜的分类及特点。土工膜是一种不透水的土工合成材料，可分为沥青土工膜和聚合物土工膜两类。土工膜的主要特点是透水性极低，其工程特性随类别、制作方法、产品类型的不同而发生很大的变化。土工膜还有很好的弹性和应变能力、良好的耐老化能力，尤其适用于水下工程。

3.关于土工材料的说明。土工格栅、土工网、土工模袋、土工垫和土工室以及轻型土工合成材料统称为土工合成材料。土工格栅是经过拉伸工艺形成的具有方形或矩形格栅的聚合物板材，主要用作加筋材料。土工网是合成料条带编织或合成树脂压制成的具有较大孔眼、刚度较大的网状合成材料，是主要的加筋材料。土工模袋是一种双层聚合物化纤织物制成的袋状材料，他可以代替模板成型混凝土或砂浆。土工垫和土工室是合成材料特制的三维结构，前者多为透水聚合物网垫，后者多为蜂窝状或网状三维结构，主要用于护坡或植草绿化

4.土工复合材料。土工织物、土工膜和某些特种土工合成材料，以其两种或两种以上的土工材料互相结合起来，成为土工复合材料。土工复合材料可将不同构成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。如复合土工膜，将土工膜和土工织物按要求制成土工膜―土工织物组合物，称复合土工膜。土工膜主要用来防渗，土工织物起加筋、排水和增加土工膜与土面之间的摩擦力的作用。不同的工程有不同的综合功能要求，故土工复合材料的品种繁多，可以说土工复合材料是当前和今后一段时期发展的大方向。

土工合成材料发展前景

土工合成材料有诸多功能，又有重量轻，体积小，强度高，耐腐蚀等特点，尤其是缺砂少石的地区更有其用武之地。但土工合成材料毕竟是一门非常年轻的新技术，对其生产、试验、设计、施工工艺等在世界范围内还没有完全统一，很多人对这种新型建筑材料还不甚了解，但土工合成材料毕竟是富有生命力的新生事物，况且世界对土工合成材料的研究与应用已达相当高的水平，在不远的将来，其效能一定能蓬勃发展，为社会主义建设作出重大贡献。

总之，搞好铁路、公路建设，确保公路边坡稳定、安全、搞好环境保护，要深入了解公路边坡破坏的型式与机理，针对不同工程对象的土质、水文、气候等特点，灵活采用不同的防护型式，加强设计，加强施工建设管理，建安全之路、建生态之路、优美之路。

参考文献：

[1]杨航宇，朱赞凌，罗志聪.公路边坡防护与治理[M].人民交通出版社.

[2]王道雄.土工合成材料在公路工程中的应用[M].人民交通出版社.

[3]土工合成材料工程应用手册.第二版.[M].北京：中国建筑工业出版社，2006.

土工合成材料的工程应用篇6

【关键词】混凝土；混凝调配技术；房建施工

一、房建施工混凝土调配中存在的问题

在现代化的今天，居民对居住环境越来越重视，这使得房建施工要求更加严格。建筑材料作为房建施工最基本的组成条件，注重提高其质量和性能尤为必要，其对于提高建筑的质量、实用性、安全性有很大帮助。就以混凝土来说，提高混凝土的质量和性能，可以使建筑更加坚固。但混凝土调配过程中容易出现一些问题，使得混凝土调配效果不佳，相应的会降低混凝土的质量和性能。以下笔者就房建混凝土调配中存在的问题进行分析。

1.选择的原材料不适合

通常，混凝土是由水泥、砂石、水以及粘合剂等原材料混合而成的。原材料的质量直接决定混凝土的质量和性能。所以，混凝土原材料选择是一项非常慎重的工作。但一些施工单位为了节约成本或选购不认真等，使得所选混凝土原材料不适合，未达到施工要求，如若直接应用于房建混凝土制作中，将会大大降低混凝土的质量和性能，最终将会影响建筑的使用性。

2.混凝土原材料配比不准确

混凝土原材料配比是混凝土调配非常关键的一个环节，原材料配比是否准确对混凝土性能有很大影响。所以，对于混凝土原材料的配比，一定要根据相关规范性文件或施工要求，按照混凝土配比要求，准确的调配各种原材料。但事实上，为了加快施工进度或施工人员工作不认真等因素的影响，会使混凝土原材料配比受到影响，出现原材料配比偏大或偏小的情况。这两者情况都会降低混凝土的性能，使混凝土应用效果不佳。

3.混凝土原材料搅拌不佳

混凝土搅拌时间的控制是影响混凝土性能和质量的一个关键性因素，搅拌时间过长或过短都会降低混凝土的质量和性能。所以，再利用搅拌机搅拌混凝土原材料时一定要注意控制混凝土搅拌时间。然而，在具体搅拌混凝土时容易因混凝土材料平配比量、混凝土强度要求不同等因素影响搅拌时间，促使混凝土性能下降。

二、房建施工混凝土调配技术的研究

在今天，混凝土已经广泛的应用于各种工程建设中，如水利工程、交通建设、房屋建设等。它已经成为工程建设不可取少的建筑材料。在进行房建施工中，应用高质量、高性能的混凝土，可以提高建筑的坚固性、安全性、耐用性、使用性。然而，高性能、高质量混凝土的制做需有效的应用混凝土调配技术，科学、合理的调配混凝土原材料，进而得到应用性良好的混凝土。

1.选择适合的原材料

选择适合的原材料是合理调配混凝土的第一步，是制作高质量、高性能混凝土的基础。对于混凝土原材料的选择主要注意以下几方面。

（1）合理选择水泥。作为混凝土原材料之一的水泥，在混凝土应用的过程中水泥会发生水化反应，降低混凝土的性能。为了保证混凝土可以良好的应用，需要根据房建施工要求，慎重选择水泥的型号，尽量保证所选水泥可以作为混凝土的优质骨料。

（2）合理选择集料。粗集料和细集料的选择不同。粗集料的选择注意控制石子配级及最大粒径的控制，其会影响混凝土的砂率、需水量等；细集料的选择需要注意科学的颗粒级配细集料与砂粒，并尽量减少泥量，以此来提高混凝土的强度。

2.房建施工混凝土调配技术的应用

对于混凝土调配技术的应用，需要根据房建施工的实际情况，合理而有效的控制混凝土强度、和易性、耐久性等，以便混凝土能够在房建施工中充分发挥作用，为构建高质量的建筑创造条件。

2.1混凝土的强度。

强度作为混凝土混合料硬化后最、重要的力学性能之一，包含了多个方面的能力，如抵抗力、剪力、应力等。混凝土强度的确定，需要根据房建施工要求确定。所以，在调配混凝土时需要将房建施工混凝土强度要求作为调配条件，合理的、规范的、科学的调配混凝土。另外，需要注意的是混凝土原材料调配过程中水泥型号、集料的品种、搅拌时间等都可能影响混凝土的强度。混凝土调配需要严格控制原材料选择、混凝土配比、混凝土搅拌等各环节，避免某环节出现差错而降低混凝土的强度。

2.混凝土和易性

混凝土和易性具体表现为混凝土的稠度、流动性、可塑性等特性。保证混凝土和易性良好，才能更好的建设建筑。调配混凝土时需要注意原材料的配比，一定要按照比例进行混凝土配比；对混凝土搅拌力度、时间进行控制，尽量提高混凝土和易性。

3.混凝土耐久性

混凝土受温度或作用力的作用，容易出现混凝土裂缝、变形等情况，影响混凝土的应用效果。在混凝土调配过程中，需要注意克服温度或作用力对混凝土的影响，提高混凝土的耐久性。对此，在进行混凝土调配时适当的加入具有抗冻或抗高温特性的外加剂，也可以利用水泥的水化反应、水泥石的失水和碳化作用来提高混凝土的耐久性。

3.房建施工混凝土调配需要注意的问题

在房建施工时，混凝土调配需要由专业人员科学、合理、规范的进行调配工作，尽量提高混凝土的强度、和易性、耐久性等，为使所调配的混凝土在房建施工中充分发挥作用创造条件。由于混凝土调配要求较高，如若处理不当可能会降低混凝土的质量和性能。所以，在具体进行调配过程中，需要注意以下几方面。

（1）混凝土搅拌时间的控制一定要根据混凝土配料量，调整搅拌机作业时间，避免混凝土因搅拌时间过长或过短而使其质量和性能不佳。

（2）原材料的选择，需要由专业人员对原材料进行检测，确定原材料的配级，进而选择最适合的原材料，避免混凝土因原材料选择不适合而出现质量问题。

（3）对混凝土调配每个环节予以严格的监督，保证每个环节都科学的、合理的实施。

（4）调配而成的混凝土需要经过严格的检测，检测混凝土的质量和性能。确定混凝土质量和性能都满足房建施工要求，才可以应用混凝土进行房建施工。

结束语

在当下，混凝土已经成为工程建设不可或缺的建筑材料。混凝土的应用效果在近几年已经明显的体现出来，即增强建筑的坚固性、提高建筑的安全性、塑造建筑外形等。当然，混凝土的有效应用是以合理科学。规范的混凝土调配为前提。因为，混凝土制作过程中容易因选择的原材料不适合、混凝土原材料配比不准确、混凝土原材料搅拌不佳等因素影响而降低质量和性能。混凝土调配技术的有效应用，可以根据房建施工要求，科学、合理的调配混凝土，提高混凝土的强度、和易性、耐久性，为使混凝土在房建施工中有效应用创造条件。

参考文献

[1]陈拥军，何靓.房建施工中混凝土调配技术应用探究[J].城市建筑，2013（20）.

[2]吴钟料.房建施工中混凝土调配技术的运用分析[J].山西建筑，2012（24）.

[3]赵军.混凝土裂缝处理在工程实际中的应用[A].地球科学与资源环境――华南青年地学学术研讨会论文集[C].2003.

[4]贾鹏，杜修力，赵均.混凝土核心筒结构抗震性能参数分析[A].第八届全国地震工程学术会议论文集（Ⅱ）[C].2010.

土工合成材料的工程应用篇7

关键词：路堤；软基；加筋土；施工工艺；质量控制

1、路堤加筋土施工工艺与质量标准

路堤加筋可依据边坡坡度及设计目的等情况，采用堤身全断面加筋及边坡长短筋间隔加筋的方式。加筋材料主要是常用的土工合成材料，即土工格栅、土工织物、土工格室及土工网等。路堤加筋一般以土工格栅的使用最为普遍，尤其用于加筋用途时，宜选用强度高、蠕变小及粗糙度大的土工格栅。

1.1 施工工序与要求

1.1.1 施工放线

按照设计要求准确地放出路堤边线的标志线，用石灰或其他方式进行标志并保护。为保证路堤土充分压实，施工时路堤实际填筑边线要宽于设计边线，每边不少于30cm。根据相关规范和设计文件的要求，在铺设土工格栅前，首先应清除表土，然后进行路堤填筑，按照文献的要求对每层填土进行压实。为保证土工格栅不被填土表层坚硬凸出物刺破，填土表面严禁有碎石、块石等坚硬凸出物。

1.1.2 铺设土工格栅工序

（1）按照要求剪裁相应的加筋层的土工格栅长度，对于包裹式土工格栅加筋路堤，其土工格栅的长度应包括筋带稳定长度、筋带包裹长度和筋带外露长度三者之和。

（2）铺设包裹式土工格栅时，土工格栅的长度要满足锚固要求，尤其在坡面外侧必须预留出包裹所需的格栅长度；土工格栅的下承层路堤表面填土要平整、密实，且不能有坚硬的凸出物；土工格栅铺设要平顺，在路堤横向倾斜度不宜大于5%，保证土工格栅拉紧、拉直和不褶皱。顺路线方向，相邻土工格栅应合理搭接，并用U 形钢筋钉固定。土工格栅之间的摩擦力要小于土工格栅与填土之间的摩擦力，故要求相邻土工格栅之间的搭接宽度尽量小，搭接长度一般不小于10c，。

（3）为使土工格栅在碾压过程中少出现褶皱，除在相邻两幅格栅搭接处使用U 形钢筋钉固定外，还需要在一副格栅中用U形钢筋钉固定。U形钢筋钉按照梅花形布设，布设间距以90cm左右为宜。

1.1.3路堤填土压实

填土的铺筑、压实按照公路路基设计、施工规范要求进行，填土厚度一般不超过30cm，填土含水量应控制在最佳含水量范围内，填土压实度要满足设计要求。除以上正常的路基施工要求外，还应注意以下事项：

（1）土工格栅铺设好以后，要及时填土覆盖及碾压，防止土工格栅受阳光等紫外线照射老化。

（2）接触土工格栅面10cm以内的路基填料，不可有大的坚硬粒料，其最大粒径不大于6cm，以防止填料在碾压过程中损伤土工格栅，从而使单位宽度的土工格栅强度降低。

（3）路堤填筑过程中，首先填筑路堤边坡处，然后依次填筑到路堤内，这样可防止格栅隆起，以免影响土工格栅的铺筑质量。

（4）施工车辆不可在刚铺筑好的土工格栅上行驶，严禁车辆在土工格栅上掉头。

（5）土工格栅加筋路堤，其土体填筑质量不应因加筋而降低质量标准。碾压前先检查填土的厚度和平整度，确定其符合要求后，方可进行碾压。选择碾压机具时，严禁使用羊足碾，以免损伤土工格栅。碾压顺序是先边坡后堤身，碾压轮迹重叠不小于30cm，严禁出现漏碾压的现象。

1.1.4 土工格栅反包裹

将土工格栅折过来包裹住土袋，同时铺设在路堤填土上，并张紧格栅。剪裁下一层土工格栅，重复步骤2～步骤4，铺筑下一层土工格栅。

1.2 施工质量控制与检查标准

由于土工格栅加筋路堤施工过程中，有些步骤难于量化，因此，施工全过程需要安排旁站人员进行外观检查。外观检查项目主要有：土工格栅的张紧程度；土工格栅的破损情况；土工格栅的固定情况，包括U形钢筋钉的固定；填土的粒径控制。

2、加筋土处理软基的工艺与质量标准

土工合成材料应用于处理软土地基时，主要目的是约束地基的侧向变形；均匀化地基基底应力分布；提高地基的承载力；增强路堤的抗滑稳定性。处理软基所用的土工合成材料，应选用强度较高、蠕变较小的机织土工织物或土工格栅，处理方法一般是在路堤的底部铺设单层或多层土工合成材料。

2.1 加筋土处理软基的施工工序与要求

2.1.1 施工放样

按设计要求放出路堤的坡脚线，并做好标志保护工作。进行填筑前的清除表土、回填土的压实及整平工作，同时检验基底土及其承载力是否与设计相符。

2.1.2铺设土工合成材料

（1）铺设土工合成材料之前，首先要检查土工合成材料的破损情况，如织物破裂、格栅断肋等。如有破损应进行修复，破损严重的严禁使用。

（2）尽量采用幅度较宽的土工合成材料，铺设时使其强度高的方向置于垂直于路堤轴线方向，有利于发挥土工材料纵向强度高的优势。

（3）铺设的土工合成材料不允许有褶皱，要尽量张紧，必要时也可用U形钢筋钉固定。

（4）土工合成材料与其下层表面尽量紧贴，不得因其上填土碾压而移动。

（5）当铺设2层或多层土工合成材料时，相邻的上、下层土工材料接缝要交替错开，错开距离不小于50cm。

2.1.3 铺设砂（砾石）垫层

严格按照设计要求的厚度铺筑砂（砾石）垫层并整平压实，表面严禁有碎石、块石等坚硬凸出物。砂垫层用砂尽量采用中砂，其含泥量不大于5%；垫层所用砾石最大粒径不超过8cm，含泥量不超过10%。与土工合成材料接触的垫层材料，10cm以内最好用砂，否则，在碾压过程中容易损伤土工合成材料。

2.1.4 路堤填筑

加筋砂垫层施工完成后，可在其上进行正常的路堤土填筑。与土工合成材料接触的10cm以内的填土材料，其最大粒径不超过6cm。另外，根据不同软基的具体情况，采取不同的填筑方式。

2.1.5 施工观测

软土地基在填筑过程中，应设置沉降板进行沉降量观测；同时，根据不同的观测目标，布设相应的观测仪器，按时进行测量、记录。通常情况需要测量地基中的孔隙水压力及软基在填筑过程中的侧向变形等。在观测中，一旦发现异常情况，应及时调整填筑进度或修改施工方案。

2.2 加筋土处理软基的施工质量控制

处理软基的加筋垫层的施工质量控制内容主要有加筋材料的物理力学性能、砂（砾石）垫层铺设宽度、厚度和平整度、加筋材料铺设长度、宽度及其搭接宽度等。经检查，物理力学性能指标符号设计要求。同样，应安排旁站人员进行外观检查，即土工合成材料铺设的张紧程度、土工合成材料本身的破损情况、填土粒径的控制及填土摊铺、碾压的施工顺序控制。

3、结束语

本文在现行市政道路加筋土设计、施工规范及成果基础上，结合加筋土工程的施工实际过程，通过仔细分析梳理，提出了加筋土路基在施工过程中所需检查的项目及标准。一般情况下，基本上能满足加筋土路基施工的质量控制要求。根据不同的工程情况，可适当增加特殊检查项目，如加筋材料铺设偏离路基轴线、软基处理时加筋材料的包裹长度偏差范围等。

参考文献

[1]蒋鑫，凌建明，邱延峻.加筋土路基稳定性分析[J].重庆交通大学学报（自然科学版），2007，26.

土工合成材料的工程应用篇8

土木工程专业包括了建筑工程、隧道与地下工程、水利水电工程，以及道路桥梁工程等多个专业方向。文章分析了不同土木工程专业的材料共性问题和个性要求，提出针对不同专业的实际应用需求，以提升学生专业素质为目的，进行土木工程材料课程建设。

关键词:

专业需求;共性问题;个性要求;课程建设

土木工程材料课程是土木工程专业的一门专业基础课，课程教学目的是使未来的建设工程师了解和掌握工程中常用材料的基本性能与应用方法，为今后工程实践或科研工作提供必要的基本知识和技能［1－2］。作为一门专业基础课，土木工程材料课程在专业课程学习中起到了承上启下的作用，直接关系到后续课程的学习［3］。土木工程材料课程的前身是建筑材料课程。为适应工程建设需要，土木工程专业在专业调整时提出了“大土木工程”概念，主要涵盖了建筑工程、道路工程、桥梁工程、市政工程、隧道及地下工程、港口工程和水利水电工程等多个专业［1］。这些细化后不同专业的建设材料基础都发源于建筑工程材料，工程技术人员的材料知识基础也是建筑材料。专业调整后不同专业学生所学的课程名称变更为土木工程材料，但其教材编排与教学大纲未作针对性调整，课程内容与原来的建筑材料相比并未有太大变化，更多的只是原有建筑材料课程内容的简单翻版，主要强调了材料的生产工艺与性能，忽略了不同专业的材料应用需求，并不完全适合不同专业方向的学生培养。鉴于以上原因，文章分析了不同土木工程材料方向的共性问题与个性要求，提出了以提升学生专业素质为目的，面向不同专业需求进行土木工程材料课程建设的几点建议。

一、土木工程专业材料共性问题

随着工程实践的需要和科学技术的发展，土木工程学科已发展成为内涵广泛、门类众多、结构复杂的综合体系。其专业分支包括建筑与市政工程、道路与桥梁工程、隧道及地下工程、水利工程等。其中有些分支，如水利工程，由于自身工程对象的增多以及专有技术的发展，已从土木工程中分化出来，成为独立的学科体系，但是它们在很大程度上仍具有土木工程的学科共性。

(一)材料组成、性能与应用的关系

对于土木工程技术人员而言，正确选择与使用材料，要求理解和掌握材料的性能。材料的性能又决定于材料的组成与结构，材料的不同应用环境又决定了材料需要具备不同的组成与结构，材料组成结构、性能、应用三者的关系。材料的组成与结构内容包括以下方面:(1)所用材料是有机材料还是金属材料，抑或是无机非金属材料;(2)材料是晶体材料还是非晶体材料，以及材料的孔隙结构大小与类型等。这些组成与结构决定了材料强度大小、属于脆性材料还是韧性材料，其弹性模量如何，以及环境温度、湿度、化学侵蚀等对材料的结构与性能有无影响等;(3)每一类土木工程都有自己特殊的环境因素，铁路与公路路基要考虑地下水与土壤中的温度变化与侵蚀性物质影响，隧道与地下结构的挖掘必须考虑岩石的稳定性与地下水的防排水，房屋建筑必须考虑居住与使用的舒适性和适用性;(4)相同种类的工程，还必须考虑四季交替，是靠近海洋还是盐碱或沙漠等环境影响，任何工程都必须考虑材料的组成、结构与性能是否适应环境要求。

(二)材料强度的要求

不同土木工程对材料的共同要求还体现在，所有工程中用到的材料都必须具备基本的强度要求。桥梁的桥墩、桥身，建筑工程中的梁、柱等结构构件要求其材料具有足够的抗压强度或抗折强度等，以承受结构荷载。房屋建筑中的墙体材料、桥梁上的栏杆等也需要足够高的强度，以承受自重或荷载。建筑装饰的涂料与基层之间、建筑保温系统中的各个构造之间、道路工程中的沥青路面与混凝土基层之间，都需要足够的粘结强度以保证材料间的相互协同作用。因此，具备适宜的强度是土木工程对材料的最基本要求，也是其共性问题。

(三)结构耐久性的要求

土木工程材料对耐久性的定义是，在长期使用过程中，材料抵抗周围各种介质的侵蚀而不被破坏的能力。土木工程材料在使用过程中，除内在原因使其组成结构及性能发生变化以外，更多的是受到使用环境中各种因素的侵蚀作用，侵蚀作用包括物理、机械、化学和生物作用等，如金属材料因化学和电化学作用引起锈蚀，无机非金属材料因受到化学腐蚀、溶解、冻融、机械摩擦等因素的作用而引起开裂和剥落，有机材料因生物作用、化学腐蚀、光热作用等引起老化。不同材料受到环境作用的因素虽然各自不同，但都属于材料耐久性问题。因此，确保足够的耐久性，满足工程设计使用寿命，是所有土木工程对材料的基本要求，也是共性问题之一。

(四)工程防水的要求

结构的防水防潮一直是土木工程领域需要克服的重要技术难题之一。建筑工程出现渗水，会造成居住不便与环境质量的下降。隧道与地下工程渗水，易诱发安全隐患，导致隧道与地下结构使用不便。结构内出现渗水返潮等问题，会对安装于其中的大型设备产生腐蚀，即使钢筋混凝土材料本身，也容易因水分渗透进入导致内部钢筋锈蚀，或被其他化学介质侵蚀破坏。因此，工程的防水抗渗问题也是所有土木工程面临的材料共性问题之一。

(五)不同土木工程的通用材料

虽然工程类型不同，使用环境不同，设计要求不同，但不同土木工程中所用的材料仍具有普遍的通用性。水泥混凝土、钢材是所有工程必不可少的结构承重材料，防水材料是所有类型工程都要选择使用的产品。按照化学成分来说，有机高分子材料中的塑料、橡胶和胶粘剂等，无机材料中的石材、水泥、石灰等，在各个土木工程领域都可能被用到。

二、不同土木工程专业对材料的个性要求

由于土木工程专业方向不同，其使用目的、结构特点、性能要求等不同，对工程材料要求也有所不同，反映的是不同土木工程对材料的个性要求。文章总结了以下四种土木工程类型。

(一)建筑工程

建筑工程与人的关系最为密切，是人类生活、学习与工作最重要的空间结构，是人类社会生存与发展的最基本需求。工程所用材料的质量决定了建筑工程的质量，也决定了人的生活质量。一个民族、一个地区或一个国家的文化与艺术水平也可通过建筑的水平与风格得到体现，建筑工程中所用材料要能充分表达建筑设计的形状与颜色，装饰装修对材料性能与环保的要求也最为突出。近年来，随着经济与环境可持续发展的要求，建筑节能要求越来越高，因此，保温绝热材料成为建筑工程中的主要选择。此外，吸声与隔声材料也是建筑工程中的专用材料之一。

(二)水利工程

人类通过修建水利工程，达到控制水流，防止洪涝灾害，并进行水量的调节和分配以满足人们生活和生产对水资源的需要。水利工程需要修建坝、堤、溢洪道、水闸等不同类型的水工建筑物，以实现其目标。水利工程最主要的特点是结构体量大，修建周期长，安全性要求高，使用寿命要求也长，这些都是水利工程在选用材料时必须考虑的。水利工程所用结构材料主要是低热水泥、中热水泥，以及专门的水工混凝土等。

(三)隧道与地下工程

隧道与地下工程，包括交通运输的隧道，军事工程的各种国防坑道，市政、采矿、储存和生产等用途的地下工程，地下发电厂房以及各种水工隧洞等。因为这些工程是在岩体或土层中修建，施工过程中岩体或土层的稳定性对施工进度与施工安全至关重要，因此，注浆、支护、锚固等材料成为隧道与地下工程中的专用材料。

(四)道路工程

道路工程在建设与使用过程中，路基应稳定、密实以对路面结构提供支撑，要考虑其变形、耐水性与稳定性的协调，垫层与基层应具有足够的抗冲刷能力和适当的刚度，刚度过大过小都不行。道路路面材料要考虑耐磨、抗滑与平整，设计要考虑抗弯折荷载与变形，还要考虑汽车行驶的安全性与舒适性。不同的路基、不同结构部位所用材料皆不同。工程用土、沥青混合料、道路混凝土等可看作是道路工程的专用材料。

三、面向不同专业需求的土木工程材料课程建设

基于不同土木工程的材料共性问题和个性要求的实际情况，应面向不同专业需求进行土木工程材料课程建设。

(一)课程内容增加

应根据大土木专业增加新的课程内容，如土工材料、无机结合料、防排水材料、锚喷支护材料等。以使土木工程材料课程更适合整个土木工程专业学生的培养。在增加新的课程内容后，为适应不同专业学生对土木工程材料的学习要求，应及时调整土木工程材料课程内容。笔者的建议是，将土木工程材料教学内容分为三部分。第1部分:土木工程材料的组成与基本性质。这部分内容包括材料的组成与结构、材料的基本物理性质、材料的基本力学性能、材料的耐久性、材料的安全性等。这部分内容体现的是土木工程材料的组成结构、性能与应用相互之间的关系，目的是掌握土木工程的材料理论共性问题。第2部分:土木工程通用材料。包括胶凝材料(气硬性胶凝材料和水泥)、石材与骨料、混凝土、金属材料、有机高分子材料、沥青与防水材料等。这几种材料基本上在所有土木工程中都有应用，针对的也是土木工程的材料共性问题。第3部分:土木工程专用材料。(1)建筑与市政工程专用材料。装饰材料、墙体材料与屋面材料等;(2)道路工程专用材料。道路混凝土、土、无机结合料、沥青混合料等;(3)隧道工程专用材料。注浆材料、锚喷支护材料等;(4)水利水电工程专用材料。低热水泥、水工混凝土等。第3部分内容体现的是不同土木工程对材料的个性要求，这部分内容可满足不同专业方向学生学习和掌握本专业必须掌握的材料及其工程应用。

(二)讲授重点转变

近年来，各个高校土木工程材料课时都有不同程度的压缩。以重庆大学为例，现在土木工程材料总课时为40～48，其中包括14～16课时的实验教学。在课时数如此之少的情况下，为补充新的教学内容，只有对原有个别内容进行删减。笔者的意见是，为保证教学内容与教学课时数相匹配，可减少材料生产与生成方面的内容，加强材料的工程应用案例教学。以水泥这一章节为例，对于以工程应用为主的土木工程专业毕业生而言，他们感兴趣的是水泥的工程性质与应用问题，不会对生产与水化过程感兴趣，因此可将相关内容缩减。同时，在教学内容中应增加工程经典实例，给学生讲解如何从设计、施工、监理等角度学习和掌握各种土木工程材料。在此基础上，对一些“吃不饱”的学生，可以通过“自主学习”［4－5］理解和掌握更多的土木工程材料知识。

四、结语

文章分析了不同土木工程的材料共性问题和个性要求，进而提出了应面向不同专业实际需求，以提升学生专业素质为目的，进行土木工程材料课程建设，针对课程内容与讲授重点提出了具体建议。我国是土木工程建设大国，现有500多所高校设有土木工程专业［6］，作为土木类专业的学科基础课，土木工程材料课程的教学效果对后续课程的学习和今后工作都会产生很大影响。然而，忽视不同专业的工程特性，不能针对不同工程专业进行土木工程材料课程教学是国内土木工程材料教学普遍存在的问题，希望通过此文引起国内各位同行的响应，共同探讨解决之道。

作者：王冲 吴建华 刘芳 单位：重庆大学材料科学与工程学院

参考文献:

［1］王冲，万朝均，刘芳，等．侧重于工程应用的土木工程材料课程建设构想［J］．高等建筑教育，2010，19(2):72－74．

［2］王冲．土木工程材料课程信息化教学的思考与实践［J］．高等建筑教育，2013，22(6):134－136．

［3］吴东云，张建新．新形势下土木工程材料课程教学改革与建设探究［J］．高等建筑教育，2012，21(6):70－72．

［4］董明晶．运用现代信息技术培养学生自主学习能力［J］．中国科技信息，2005(16):292．

［5］宋新峰．激发大学生的学习动机促进其自主学习的研究［J］．大学教育，2014(1):32－33．