第二节 土工合成材料的功能及应用

土工合成材料的功能是多方面的。综合起来，可以归纳为以下六种基本作用^[2]。

一、土工合成材料反滤作用

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穿过织物自由排出，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。

把土工织物置于挟带有泥沙的流水之中，可以起拦截泥沙的作用。

反滤是土工织物的一项主要作用，适用于下列工程（如图0-2-1中①～⑧所示）：

①土石坝黏土心墙或黏土斜墙的滤层；

②土石坝（包括碾压坝、水坠坝、水中倒土坝等）或堤防内的各种排水体的滤层；

③储灰坝或尾矿坝的初期坝上游坝面的滤层；

④堤、坝、河、渠及海岸块石或混凝土护坡的滤层；

⑤水闸下游护坦、海漫或护坡下部的滤层；

⑥挡土墙回填土中排水系统的滤层；

⑦排水暗管周边或碎石排水暗沟周边的滤层；

⑧水利工程中水井、减压井或测压管的滤层；

⑨其他如公路和飞机场的基层、铁路道碴和人工堆石与地基之间的土工织物隔离层，均同时起反滤作用。

二、土工合成材料排水作用

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。较厚的针刺无纺土工织物和某些塑料排水管道或具有较多孔隙的复合土工合成材料都可以起排水作用。适用于下列工程（如图0-2-2中①～⑧所示）：

①土坝内部垂直或水平排水；

②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；

③埋入土体中（如水力冲填坝中）消散孔隙水压力；

④软基处理中垂直排水（塑料排水带或袋装砂井）；

⑤挡土墙后面的排水；

⑥各种建筑物周边的排水；

⑦排除隧洞周边渗水，减轻衬砌所承受的外水压力；

⑧人工填土地基或运动场地基的排水；

⑨其他如在霜冻区、盐碱区截断毛细管水的上升，降低地下水位，起防冻和防止盐碱化作用；在公路路基的土工织物隔离层亦可起排水作用。

三、土工合成材料隔离作用

有些土工合成材料能够把两种不同粒径的土、砂、石料，或把土、砂、石料与地基或其他建筑材料隔离开来，以免相互混杂，失去各种材料和结构的完整性，或预期作用，或发生土粒流失现象。土工织物和土工膜都可以起隔离作用。适用于下列工程（如图0-2-3中①～⑥所示）：

①铁路道砟与路基的隔离层，或地基与软弱地基之间的隔离层；

②公路基层碎石与路基或地基之间，飞机场、停车场、运动场面层与地基之间的隔离层；

③在土石混合坝中，隔离不同的筑坝材料；

④在裂隙发育的岩基，或者卵石、砂卵石地基上修建土石坝，用作坝体与地基之间的隔离层，有时还可起加筋作用；

⑤石笼、砂袋或土袋与软弱地基之间的隔离层；

⑥人工填土、堆石或材料堆场与地基的隔离层；

⑦其他如在水（江、河、湖、海）中抛填土石方，将土工织物铺放在水下泥面以上，起隔离作用，也可起反滤加固作用；在人行便道混凝土板下，有时也铺放土工织物作为隔离层等。

四、土工合成材料加筋作用

土工合成材料埋在土体之中，可以扩散土体的应力，增加土体的模量，传递拉应力，限制土体侧向位移；还增加土体和其他材料之间的摩擦阻力，提高土体及有关建筑物的稳定性。土工织物、土工格栅、土工加筋带、土工网及一些其他或复合土工合成材料，都具有加筋功能。适用于下列工程（如图0-2-4中①～⑥所示）：

①在公路（包括临时道路）、铁路、土石坝、防波堤、运动场等工程中，用以加强软弱地基，同时起隔离与反滤的作用；

②加强填土或开挖陡坡的边坡稳定性；

③用作挡土墙回填土中的加筋，或锚固挡土墙的面板；

④修筑包裹式挡土墙或桥台；

⑤加固柔性路面，防止反射裂缝的发展；

⑥增加破碎岩石边坡的稳定性，也是加筋土挡墙的另一种形式；

⑦其他如在裂隙或断层发育的基岩上，增加边坡的稳定性或加固地基，制造石笼、土砂石袋，在存货场或施工场地的地基上铺放土工织物既可起隔离作用、反滤作用，又可起加筋作用。

五、土工合成材料防渗作用

土工膜和复合土工合成材料，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。适用于下列工程（如图0-2-5中①～⑫所示）：

①土石坝的防渗斜墙或心墙，上游铺盖或库区防渗措施；

②土石坝或水闸地基的垂直防渗或地下水库的垂直防渗墙；

③浆砌石坝或碾压混凝土坝的上游坝面防渗措施，及其他类型混凝土坝的渗漏处理措施；

④水闸上游护坦及护坡防渗；

⑤渠道防渗；

⑥灌区内的低压输水管道；

⑦隧道周边及堤坝内埋设涵管的防渗措施；

⑧防止蓄水池、游泳池、养鱼池、污水池和各类大型液体容器的渗漏与蒸发；

⑨地下室防渗及其他建筑物的防潮措施；

⑩屋顶防漏；

⑪充水或充气的橡胶坝；

⑫用于修筑施工围堰；

⑬其他各种土建工程中的防渗措施。

六、土工合成材料防护作用

多种土工合成材料对土体或水面，可以起防护作用。适用于下列工程（如图0-2-6中①～⑧所示）：

①土工织物、注浆模袋、土砂石编织袋、土砂石织物枕管袋、织物软体排等材料防止河岸或海岸被冲刷；

②防止垃圾、废料或废液污染地下水或散发臭味；

③防止水面蒸发或空气中的灰尘污染水面；

④防止路面反射裂缝；

⑤防止土体的冻害；

⑥临时保护岸边或草地，防止水土流失，促进植物生长；

⑦防止地面水渗入地下（在膨胀土或湿陷性黄土地区修建建筑时尤为必要）；

⑧在地下工程施工中为防止对邻近建筑物的影响而采取的措施；

⑨其他有些起加筋、隔离、防渗和反滤作用的土工合成材料亦起防护作用。

上述是土工合成材料的六种基本功能，有的学者曾提出更多的功能，但大部分可以归纳到上述六种功能之内。一种土工合成材料应用于某一项工程中，可能同时具备几种功能，但有的是主要的，有的是次要的。土工合成材料是一种新型材料，它的应用范围十分广泛。