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标  题: [转载] 新型土工材料--土工织物简介
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【 以下文字转载自 civilengineering 讨论区 】
【 原文由 amos 所发表 】
一、定义
土工织物（textile）是用于岩土工程中具有透水性能的纤维纺织品。土工织物是一种新
型建筑材料。这个名词最初是于1977年4月在巴黎举行的"纤维织物在土工中的应用国际
会议"，即现在通称的第一次国际土工织物会议上由 Giroud J.P. 等提出的。


二、基本材料
合成纤维是制造土工织物的基本材料，其种类众多，性能有所不同，因此合成纤维性能
直接关系着土工织物的性能。
合成纤维是以天然气、煤、石油等非纤维素物质用化学方法合成的高分子聚合物为原料
，在溶剂内溶解或加热融化后，通过喷丝头上的细孔抽丝而成。
合成纤维可以在加工过程中通过不同的方式和工艺制造成不同的形式，例如长纤维、短
纤维和复合纤维等。这样就可以制造出不同类型和不同性质的土工织物产品。
合成纤维的种类及其变种有几十种，目前大量生产应用的有6种：
l       聚酰胺（锦纶PA）
l       聚酯（涤纶PET）
l       聚丙烯（丙纶PP）
l       聚氯乙稀（氯纶PVC）
l       聚乙烯醇（维纶PVA）
l       聚丙烯腈（腈纶PAN）
我国土工织物以应用涤纶和丙纶纤维为主。




三、分类及制造方法
土工织物的类型主要是按照土工织物的制造方法，总体分为两大类：有纺土工织物和无
纺土工织物。
一、有纺土工织物（Woven Geotextile）
有纺土工织物系由织造机将经向和纬向材料交织而成的织物。按其织造方法又可以分为
：编织型、机织型。
（一）编织型土工织物
1、材料与制造
原材料以选用聚丙烯为主，少量产品选用聚乙烯材料。近年来研制出聚烯烃防老化母料
，其产品抗老化性能强，使用寿命比常规产品高达20倍。
根据需要，将原材料通过不同的生产工艺流程，制造出各种丝，然后按其不同方法和要
求，编织成各种土工织物。
2、编织密度与质量
编织密度是每平方厘米范围内，所包含的经向丝和纬向丝的根数多少来表示的，根数越
多，密度越大，织物紧密，强度高。工程中常选用的织物密度以没平方厘米56×56根、
56×64根、64×64根居多。
土工织物的质量以每平方厘米的克重表示，目前国内产品的质量范围较小，一般在100～
300g/m2范围内，尚不能形成系列产品。工程应用均按工程设计要求选定，水利工程中以
往较常用的为：120g/m2左右及220g/m2左右的产品。
3、产品幅宽
目前产品幅宽大致分为两种，国产幅宽一般在2m左右，而进口产品一般在4m左右，有的
可达4.5m。工程应用以选择宽幅较多，因在大面积使用时，幅宽施工方便，减少拼接工
作量，既保证施工质量，缩短工期，又比较经济。
（二）机织型土工织物
机织型土工织物所选用的材料主要是涤纶丝，其次也部分选用丙纶丝和涤纶丝混纺。织
造形式有：平纹法、斜纹法、锻纹法，工程中重要部位需要较高的强度时，一般都是选
用机织型土工织物。如应用最多的是机织反滤布和机织土工模袋。
二、无纺土工织物（Nonwoven Geotextile）
无纺土工织物又称非织造布，是由纤维成网再通过外力缠结回固或粘合加固方法制成的
纤维结构制品。
无纺土工织物所选用的原材料，以涤纶、丙纶为主，维纶及其他纤维较少。产品按纤维
成网、纤维加固方法，可分为：干法成网、湿法成网、挤压成网。
（一）  干法成网
1．     热粘合法
热粘合法是使纤维网受热到一定温度时，纤维产生软化熔融，纤维间产生互相粘连，待
冷却后，纤维间因粘接固化，使纤维网得以加固。热粘合法主要用于生产薄型土工织物
。按纤维加热方法不同又可分为：热熔法、热轧法。
（1）   热熔法
利用热风为热源，当热风通过纤维网时，使部分纤维受热而产生熔融，冷却后纤维互相
粘连使纤维网加固。
（2）   热轧法
利用热轧辊加热方法，当纤维网通过热轧辊时，在受热的同时，施加一定的压力，使部
分熔融的纤维粘合在一起，冷却后使纤维网加固。
2．     化学粘合法
采用化学粘合剂，并通过不同的工艺方法，将粘合剂均匀的施加于纤维网内，待粘合剂
固化后，纤维之间互相粘连，使纤维网得以加固。
化学粘合剂的品种很多，而施加粘合剂的工艺方法也很多，其中主要有：浸渍法、喷洒
法、印花法。化学粘合法主要应用于生产薄型无纺布。
3．     机械法
机械法是通过不同的机械工具进行纤维网的加固，目前主要有针刺法，水刺法、缝编法
三种方法，其中以针刺法应用最广，而水刺法、缝编法较少。
（1）   针刺法
主要是利用截面为三角形或棱形针，且针边带有钓刺，装置在针刺机针板上、通过针刺
机带动针板往复运动，使针刺入纤维网，造成纤维互相缠结，使纤维网得以加固。
由于针刺法可以制作厚型织物，且孔隙率大，透水性好，是极好的反滤材料和排水材料
，因此在工程中，特别是水利工程中应用较广。
（2）   水刺法
水刺法是利用高压喷射水流射入纤维网，造成纤维缠结，起到加固纤维网作用。产品主
要应用于卫生产品方面，工程中尚未应用。
（3）   缝编法
缝编法是利用缝编机对纤维网进行穿刺或用缝编纱形成线圈结构进行纤维网加固。其产
品在工程中应用较少。
（二）  湿法成网
是将纤维置于水中制成纤维浆，经搅拌均匀后，通过送浆泵，将纤维浆送至成网机，再
经脱水，烘干成网，粘合加固成产品。纤维成网有两种形式，即：
1．     圆网法
主要成网帘的形状为圆形网，在圆网上进行铺网。
2．     斜网法
主要是成网帘为倾斜的平帘，倾斜角一般为10℃～15℃。这样可加速脱水能力。
（三）  挤压成网法
将具有热塑性能的高分子聚合物送入挤压机，经加热、熔融、喷丝、冷却、拉伸、分丝
等一系列工艺流程后纺丝成网，再经热轧或针刺加固成织物。按其纺丝成网方法可分为
：纺粘法和熔喷法。
１．    纺粘法
高分子聚合物经过熔融、挤压、纺丝成网，纤维加固后成产品。整个工艺流程简短，产
品质量较好，品种规格多，是近年来国内外发展较快，应用较广的产品。
２．    熔喷法
将高分子聚合物通过挤压机熔融后，经喷头在高速热气流的作用下，形成纤维网，再经
粘合加固成产品。熔喷法无纺布是薄型产品，主要做复合产品后应用于工程中。




四、土工织物的基本功能
土工织物所能的各项工程中得以广泛的应用，主要是由于土工织物本身功能所决定的。
土工织物是一种多功能的材料，主要功能有：滤层作用、排水作用、隔离作用、加筋作
用、保护作用。在实际工程中应用时，往往是一种功能起主导作用，而其他功能也相应
地不同程度地在起作用。
另外常将有纺织物涂膜或无纺织物与塑料薄膜复合而制成复合土工膜，用于工程防渗方
面。以往习惯将防渗作用划为土工织物基本功能之一。因此总体归纳可知，土工织物有
六大基本功能。现分述如下：
一、    滤层作用
作为滤层材料必须具备两个条件，一是必须有良好的透水性能，当水流通过滤层后，水
的流量不减小；二是必须有较多的孔隙，其孔径又比较小，以阻止土体内颗粒的大量流
失，防止产生体破坏现象。
土工织物完全具备上述两个条件，不仅有良好的透水、透气性能，而且有较小的孔径，
孔径又可根据土的颗粒情况在制作时加以调整，因此当水流垂直织物平面方向流过时，
可使大部分土颗粒不被水流带走，起到了滤层作用。
滤层作用是土工织物的主要功能，被广泛地应用于水利、铁路、公路、建筑等各项工程
中，特别是水利工程中用作堤、坝基础或边坡反滤层已极为普遍。在砂石料紧缺的地区
，用土工织物做反滤层，更湿示出它的优越性。
有纺织物与无纺织物均可作滤层材料，而无纺织物，特别是针刺无纺织物为滤效果较好
，虽然强度不如有纺织物高，可一般对强度要求不是很高的情况下，大部分均是选用无
纺织物作滤层。
二、    排水作用
土工织物主要是无纺织物是良好的透水材料，无论是织物的法向或水平向，均具有较好
的排水能力，能将土体内的水积聚到织物内部，形成一排水通道，排出土体。土工织物
现已广泛应用于土坝、路基、挡土墙建筑以及软土基础排水固结等方面。
三、    隔离作用
将土工织物放在两种不同的材料之间或同一材料不同粒径之间以及土体表面与上部建筑
结构之间，使其隔离开来。当受外部荷载作用时，虽然材料受力互相挤压，而由于土工
织物在中间隔开，不使互相混杂或流失，保持材料的整体结构和功能。
隔离用的土工织物必须有较高的强度来承受外部荷载作用时而产生的应力，保证结构的
整体性。
土工织物隔离作用已广泛应用于铁路、公路路基、土石坝工程，软弱基础处理以及河道
整治工程。
四、    加筋作用
土工织物可作为软弱地基的加固补强材料。由于土工织物具有较高的抗拉强度，将其坦
置在土体之中，可增强地基的承载能力，同时可改善土体的整体受力条件，提高整体强
度和建筑结构的稳定性。较多地应用于软弱地基处理、陡坡、挡土墙等边坡稳定方面。

五、    防护作用
土工织物可以将比较集中的应力扩散开予以减小，也可由一种物体传递到另一物体，使
应力分解，防止土体受外力作用破坏，起到对材料的防护作用。
防护分两种情况，一是表面防护，即是将土工织物放置于土体表面，保护土体不受外力
影响破坏。二是内部接触面保护，即是将土工织物置于两种材料之间，当一种材料受集
中应力作用时，而不使另一种材料破坏。
主要应用于河道整治、护岸、护底工程，以及海岸防潮、道路坡面防护等工程方面。
六、    防渗作用
将土工织物表面涂一层树脂或橡胶等防水材料，也可将土工织物与塑料薄膜复合在一起
形成不透水的防水材料即土工膜。
土工膜以薄型无纺布与薄膜复合较多，按工程需要可制成一布一膜、二布一膜或三布二
膜等，所徒劳用的无纺布与薄膜厚度也防水、防渗作用，而无纺布则起导水作用，一举
二得。
目前土工膜已广泛应用于水利工程的堤、坝、水库中起防渗作用，可代替粘土心墙、防
渗斜墙及防止库区渗漏等。同时也应用于渠道、蓄水池、污水池、游泳池、房屋建筑、
地下建筑物、环境工程等方面，作为防渗、防漏、防潮材料。




五、土工织物的发展前景
近年来，土工织物的生产、应用、研究等各个方面都发展很快，反映出中国已具有一定
的生产能力和技术水平。但是随着中国经济的飞速发展，还不能满足工程建设的需要，
无论从深度还是广度来看，尚有一定的差距，而在提高现有产品质量的前提下，进一步
开发新产品，新技术。在全国各地特别是东南沿海一带，土工织物的应用潜力很大，土
工织物的发展前景是广阔的，乐观的。今后土工织物应用量较大的工程项目主要是以下
几方面：
（一）  水利建设工程方面
历年来，水利工程都是土工织物的最大销售市场，其中包括广大农村的农田水利工程。
农田水利工程累计用量很大，不能忽视这一市场。
在长江中下游、黄河、淮河、太湖流域及东南沿海一带是水利工程，特别是大型工程较
多的地区。如：长江口综合开发整治工程，长江三峡工程，治黄工程、治淮工程、太湖
流域整治工程等等。这些工程不仅目前已在应用，而今后将需要更多的各种类型的土工
织物。
上海地处东南沿海长江口地区，水利工程较多，砂石料紧缺，因此上海历年都是土工织
物销量较大的市场，随着浦东新区的开发，土工织物用量也逐年增加，除沿海地区的围
垦造地、浦东河网整治外，现已开始建设的浦东国际机场，长江口深水航道整治工程以
及苏州河治理等大型工程都将有较长时间的大量应用土工织物。
另外，浙江钱塘江下游，广东珠江三角洲、东北松花江、辽河流域等地区也都是土工织
物应用前景较好的地区。
（二）  防洪抢险方面
洪涝灾害是我国范围较广、损失较大的自然灾害，受洪水威胁的地区总的土地面积约达
73.8km2，占全国总土地面积的8%。全国各地每年都要耗费大量的防汛经费和防汛物质。
土工织物则一是一种较好的防汛材料，并已在防汛抢险工程中应用，取得了较好的效益
。不少省、市和地区已将土工织物列为防汛备用物质，所需土工织物的数量也是很大的
。今后尚需开发新型的防洪抢险材料品种。
（三）  环境工程方面
随着国民经济的发展，无论是在城市，还是在农村，随之而来的就是环境污染问题。大
量的工业废渣、建筑垃圾、生活垃圾以及废水、废气等严重的污染了环境，严重影响了
人们的正常生活和生产，危害人民的生命安全。环境问题的严重性已引起了人们的重视
，并实行环境保护、防止污染及各项治理工程。
土工织物是环境工程中比较理想的材料，利用土工织物处理工业废料，建造废料库、垃
圾场、废水处理池等工程越来越多。另外利用土工织物保护水源，环境绿化等方面也有
很大的发展前景。除上述几个主要方面外，在铁路、公路、海港、市政建设等方面，均
程度不同的需要各类土工织物。
综上所述，我们可以看到土工织物是一种非常有生命力的新型建筑材料，其经济效益和
社会效益都非常显著，有很高的推广应用价值和发展前景。


参考文献
【1】孙钧、曹正康、施建勇著，《新型土工材料与工程整治》，中国建筑工业出版社，
1998
【2】南京水利科学研究院等编，《土工合成材料测试手册》，中国水利电力出版社，1
991
【3】松辽水利委员会科研所编，《水利工程土工织物设计指南》，水利电力出版社，1
993

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