土工布是高拉伸強(qiáng)度材料,而泥土是低拉伸強(qiáng)度材料。土壤與土工合成材料結(jié)合后可提高承受負(fù)載的能力。其強(qiáng)度提高的程度既取決于鋪放土工合成材料的強(qiáng)度,又取決于土工合成材料與泥土間摩擦力的大小。土體中合理加入抗拉材料(土工布)可改變土中的應(yīng)力分布,約束土體的側(cè)向變形,從而提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

據(jù)資料介紹,土工布發(fā)揮增強(qiáng)作用時(shí)有3種不同的形式:

(1)膜片型:發(fā)生在土體表面鋪設(shè)土工布,作臨時(shí)道路時(shí);

(2)剪切型:發(fā)生在土體受力,土工布與土體界面間產(chǎn)生直接剪切作用時(shí)；

(3)錨固型:土工布包住土體,受力后對土工布產(chǎn)生拉拔作用時(shí)。其關(guān)鍵都在于土工布與土體接觸表面處的摩擦阻力和相互咬合的情況。因此,對土工布的性能必須模擬實(shí)際情況(采用工程中的實(shí)際土壤)作直接剪切和拉拔試驗(yàn),以確定摩擦和咬合情況。一般用于以增強(qiáng)作用為主的工程可使用機(jī)織土工布、土工格柵、土工帶等。

土工布的水力學(xué)性能同樣是土壤和土工布互相作用的重要性能,主要為:土工布的有效孔徑和滲透系數(shù)。土工布的有效孔徑(EOS)或表觀孔徑(AOS)表示能有效通過的最大顆粒直徑。干篩法相對較簡便但振篩時(shí)易產(chǎn)生靜電,顆粒容易集結(jié)。濕篩法是根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)新制訂的,在理論上可消除靜電的影響,但因噴水后產(chǎn)生表面張力,集結(jié)現(xiàn)象并不能完全消除。2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的顆粒準(zhǔn)備也不一樣,干法標(biāo)準(zhǔn)制備是分檔顆粒(從0.05～0.07mm至0.35～0.4mm分成9檔),逐檔放于振篩上(以土工布作為篩布)得出一系列

不同粒徑的篩余率,當(dāng)某一粒徑的篩余率等于總量的90%或95%時(shí),該粒徑即為該土工布的表觀孔徑或有效孔徑,相應(yīng)用O90或O95表示。至于濕法則采用混合顆粒(按一定的分布)經(jīng)篩分后再測粒徑,并求出有效孔徑。目前國內(nèi)應(yīng)用的仍以干法為主。

滲透性表明布在反濾和排水方面的能力,根據(jù)工程需要,土工布必須確定垂直于織物平面的滲透特性(垂直滲透系數(shù)及透水率)及沿織物平面排水的特性(平面滲透系數(shù)及導(dǎo)水率),這些試驗(yàn)都已納入國家標(biāo)準(zhǔn)。為了滿足工程的需要,有時(shí)可將國標(biāo)中的標(biāo)準(zhǔn)測試與現(xiàn)場泥土結(jié)合起來作專門的試驗(yàn)。土工布的水力學(xué)指標(biāo)在實(shí)際工程中起重要作用。如以反濾功能為主的土工布,必須具有以下特性:

(1)保土性:防止被保護(hù)土的土粒隨水流流失;

(2)滲水性:保證滲流水通暢排走;

(3)防堵性:防止材料被細(xì)土粒堵塞失效。

這被稱為反濾三準(zhǔn)則,都與上述土工布的水力學(xué)性能密切相關(guān)。