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土工合成材料简史

时间:2016-08-12来源:泰安梦想编辑:泰安梦想浏览次数:

土工合成材料简史

        土工合成材料经历了一个从出现,到发展,再到基本成熟的历史过程。最早的土工合成材料在岩土工程中应用的确切年代已很难考证,但人类最先使用的土工合成材料是土工膜,大约在20世纪30年代末,聚氯乙烯土工膜被用于游泳池的防渗。下面就各类土工合成材料的出现、发展和应用作简单的回顾。

        土工布在工程中的使用是在20世纪50年代。1958年美国佛罗里达州的海岸块石护坡下铺放聚乙烯织物作为保护垫层,被公认为是应用土工布的开端。非制造型土工布在20世纪60年代末出现并在欧洲开始应用。1968年法国Rhone-Poulenc企业首创非制造型土工布,它拓展了土工布的应用范围。至1973年,人们已经认识到土工布的防渗、过滤和隔离这三种基本功能,又在后期的土工布工程应用实践中认识了其排水功能。

        20世纪80年代初英国F.B. Mercer研制的由Netlon企业生产的Tensar土工格栅系列,至今仍是土加筋应用的主要材料。
        20世纪70年代末生产出的塑料排水带是可加速软土排水固结的材料,现已广泛替代传统砂井或袋装砂井用于软土地基排水固结处理。
        三维土工网垫是以热塑性树脂为原料,通过挤出成网、拉伸、复合成三维结构,铺于坡面,用于保护草籽不受风雨影响。其作为助草生长的产品,已广泛用于护坡和美化景观。
        土工管袋内充泥沙用于岸滩防护,围垦筑堤,兴建人工岛等,为土工合成材料增添了包容功能。
        土工合成材料膨润土防渗垫( GCL)是20世纪90年代研制成的另一种防渗材料,目前主要垃圾填埋场建设中应用。
        为了确切反映各类产品的共性,1983年J.E. Fluet建议采用“土工合成材料”一词来概括各种类型的材料,这一建议于1994年在新加坡举行的“第5届国际土工织物、土工膜和相关产品会议(International Conference on the Geotex-tile, Geomembrane and Related Products)”上得以正式确认。原国际土工织物协会(International Geotextile Society)也正式更名为国际土工合成材料协会(Interna-tional Geosynthetics Society) 。
        土工合成材料技术的快速发展有赖于理论研究、生产技术提升、工程应用领域的拓展和广泛的国际交流。早在1977年,在巴黎召开了“织物在岩土工程中的应用国际会议”,后来人们把这一次学术会议追认为第一届国际土工合成材料会议。至2006年,第八届国际土工合成材料会议在日本东京举行。另外,一些地区性的相关学会或IGS分会也召开了一系列区域性的与土工合成材料有关的学术会议。这些国际性的和区域性的学术交流都有力地促进了土工合成材料技术的发展。
        土工合成材料在我国的发展可分为四个阶段,即自发应用时期、技术引进时期、国际接轨和组织建设时期、步人标准化时期。
        我国有数千年悠久历史,将植物纤维和草秸等掺入黏土,经立模夯实垒墙修屋的土建技术早为先民们所掌握。史书记载早在2000年前,先民们就将草木材料用于灌溉工程和拦河堵口,而这种技术至今仍被广泛采用。
近代以聚合物制成的土工合成材料在我国则始于20世纪60年代,最初用得较多的是塑料薄膜作渠道防渗,如山东打渔张灌区、河南人民胜利渠、陕西人民引渭工程等,膜材多为聚氯乙烯。后来又推广至蓄水池、水库和水闸等,例如,1965年辽宁桓仁水电站用沥青聚氯乙烯热压膜防止了混凝土支墩坝上游面的裂缝漏水。20世纪70年代,土工织物已被用于防冲与防护,1976年在江苏长江沿岸的嘶马,以聚丙烯扁丝土工织物,结合聚氯乙烯绳网和压重混凝土块,构成软体沉排,成功地保护江岸免受冲塌。由于早期应用的特点是无定型规格,无材料测试标准可循,故其设计与施工基本上按既往岩土工程经验,或个别单位自发应用。
 

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