土工合成材料的排水功能

1、排水功能排水功能一、排水作用水利工程中需要將土中水排走的情況很多，例如堤壩工程中降低浸潤線位置，以減小滲流力；擋墻背面排水，以消減水壓力，提高墻體穩(wěn)定性；土坡排水，減小孔隙壓力，防止土坡失穩(wěn)；隧道和廊道排水，以減輕滲水壓力；軟土地基排水，以加速土固結(jié)，提高地基承載力等等。傳統(tǒng)的排水材料多采用強(qiáng)透水粒狀材料，土工織物用作排水時(shí)兼起反濾作用，同時(shí)，不致因土體固結(jié)變形而失效，它具有施工簡便，縮短工期，節(jié)約工程費(fèi)用等優(yōu)點(diǎn)。二、典型應(yīng)用(舉例)以

2、下是堤壩工程中可以應(yīng)用土工合成材料作為排水設(shè)施的一些常用場合。(1)堤壩體內(nèi)煙囪式排水及下游排水褥墊層。(2)堤壩防滲土工膜下的排水、排氣墊層。(3)設(shè)于水力沖填壩中的孔壓消散層。(4)土堤下游坡的排水層。(5)擋墻及岸墻后的排水層。(6)加速軟基固結(jié)的排水帶或排水板。(7)凍脹區(qū)用于截?cái)嗝?xì)水上升，防止凍害；干旱區(qū)防止毛細(xì)水上升造成鹽堿化。三、設(shè)計(jì)要點(diǎn)土工合成材料用作排水體的設(shè)計(jì)方法與反濾層的基本相同。但由于在此項(xiàng)用途中，織物應(yīng)有足夠

3、的平面排水能力以導(dǎo)走來水，所以要進(jìn)行排水能力的校核。本節(jié)先介紹一般的排水設(shè)計(jì)方法，而后再就幾種特殊情況，做些說明。(一)一般的排水設(shè)計(jì)1.所需的基本資料與反濾設(shè)計(jì)中要求的類似，應(yīng)提供土體的物理力學(xué)特性，如土的分類、土的顆粒分析曲線、土的滲透系數(shù)等；有關(guān)地質(zhì)、水文資料；來水量(或根據(jù)條件估算)；土與水的化學(xué)成分等。式(211)如果得不到滿足，可以更換厚一些的織物，或改用排水量大的其他排水土工合成材料。(二)煙囪式排水布置上游來水流到豎向排

4、水體土工織物(圖24)，將沿織物往下流，通過下游底部排水層導(dǎo)向堤外。這種情況下的計(jì)算與上述（一）中所述的基本相同，即先按流網(wǎng)估算進(jìn)人煙囪式排水體的來水量q，由此按式(29)算出θr(其中的i＝sinβ)；其次由提供的土工織物指標(biāo)，按式(210)算出θa；再由式(211)檢驗(yàn)提供的織物是否合適。要注意的是流入織物的滲流量是由上而下累計(jì)增大的，如圖24(b)，其底部流量最大，應(yīng)該逐段驗(yàn)算。圖24煙囪式排水計(jì)算圖(a)堤壩橫斷面團(tuán)；(b)土工

5、織物內(nèi)部滲流示意圖l—土工織物；2—浸潤線(三)堤壩底部排水層軟基上堤壩底部鋪設(shè)土工織物作為排水層的示意如圖25。飽和軟土地基在堤壩重力作用下將排水固結(jié)，排出的水量通過土工織物向兩側(cè)流走。這種情況的排水計(jì)算較前述的稍復(fù)雜，因?yàn)樗婕巴恋墓探Y(jié)計(jì)算。這里不作詳細(xì)介紹，僅寫出以下公式作為參考。式(212)假設(shè)土工織物的最大承壓力為地基中最大水壓力的10％～15％，并根據(jù)單向固結(jié)理論推導(dǎo)得出：圖25土堤底部排水示意圖(212)式中：B為堤壩底