土工織物系統(tǒng)的反濾機(jī)理和土工合成材料濾層的研究項(xiàng)目摘要

在水利、土木及環(huán)境等工程中，常將土工織物用作反濾。由于對(duì)土工織物反濾機(jī)理的認(rèn)識(shí)不夠清楚，現(xiàn)有設(shè)計(jì)準(zhǔn)則存在局限性，以及土工織物反濾產(chǎn)品的功能欠佳，土工織物在反濾中的應(yīng)用受到了較大的限制。工程上急需對(duì)土工織物反濾機(jī)理進(jìn)行研究，研制新型反濾土工合成材料。. 研究?jī)?nèi)容為：充分考慮土工織物特性及其與土的共同作用，通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，從細(xì)觀和宏觀的角度研究隨著土顆粒流失程度的增加，在反濾系統(tǒng)從部分保土狀態(tài)向極限保土狀態(tài)發(fā)展過(guò)程中，反濾系統(tǒng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的變化情況，探明土工織物的反濾機(jī)理，合理確定反濾設(shè)計(jì)中土工織物孔徑的上限，取得透水性、保土性和防淤堵三者的合理平衡。. 本項(xiàng)目將進(jìn)一步揭示土工織物反濾機(jī)理，促進(jìn)土工織物反濾理論、試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展；為發(fā)展工程適用的反濾設(shè)計(jì)準(zhǔn)則提出建議，并研制新型反濾土工合成材料。 2100433B

反濾層一般是由1～3 層不同粒徑的非粘性土構(gòu)成,每層鋪設(shè)得大體與滲流正交,其粒徑隨滲流的方向而增大。

反濾層層數(shù)的確定

反濾層層數(shù)直接關(guān)系到反濾層本身的安全運(yùn)行問(wèn)題。設(shè)置第1 層反濾層的目的是防止被保護(hù)土的滲透變形和流失，設(shè)置第2 層的目的則是為了保證第1 層反濾層的安全運(yùn)行。若只設(shè)1 層反濾就能夠滿足工程需要，則不需設(shè)置外層反濾。對(duì)于滲渠取水工程，反濾層不僅要滿足上述要求，還要根據(jù)滲渠取水對(duì)水質(zhì)的要求設(shè)置第2、第3 層反濾層，有時(shí)甚至要設(shè)置第4 層。

滲渠取水工程，由于反濾層下埋有集水管，管壁有進(jìn)水孔眼，管外濾料顆粒粒徑必須大于管壁上孔眼直徑,才不至于使濾料進(jìn)入集水管內(nèi)，保證出水水質(zhì)。該層濾料直徑一般較大，而又要滿足保護(hù)上一層濾料的要求，故須設(shè)置3 層，有時(shí)甚至設(shè)4 層，內(nèi)粗外細(xì)。

反濾層層厚的確定

反濾層每層的厚度應(yīng)根據(jù)反濾料的級(jí)配、粒徑、料源、用途等因素綜合考慮確定。

反濾層的厚度應(yīng)根據(jù)反濾料的級(jí)配、料源、用途、施工方法等情況綜合考慮確定。土石壩等大型水利工程的水平反濾層采用人工施工時(shí)，水平反濾層的最小厚度可采用30cm，垂直或傾斜反濾層的最小厚度可采用50cm。采用推土機(jī)平料時(shí)，最小水平寬度宜不小于3.0m。

滲渠取水工程的人工反濾層各層所需厚度看法不一，有的用經(jīng)驗(yàn)公式，有的根據(jù)已有工程采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

對(duì)多處滲渠調(diào)查發(fā)現(xiàn)，實(shí)際生產(chǎn)中每層厚度多為200～300mm，上層細(xì)料較厚,下層粗料較薄。

為了保證砂石反濾層的“濾土”和“排水”功能,工程中反濾層必須滿足下列條件:

（1）被保護(hù)土層不發(fā)生滲透變形，反濾層某一顆粒不應(yīng)穿過(guò)相鄰的粒徑較大層的孔隙，反濾料本身應(yīng)為非管涌材料。

（2）每一層內(nèi)的顆粒不應(yīng)發(fā)生移動(dòng)。

（3）允許顆粒含量低于5 %的小于0. 1mm 粒徑的小顆粒被滲流帶走，不影響土骨架穩(wěn)定，但不得堵塞反濾層孔隙。

（4）組成反濾層的砂石顆粒應(yīng)具有耐久性，不會(huì)因凍融過(guò)程、生物及化學(xué)物質(zhì)的侵蝕而改變反濾層的性質(zhì)。

（5）組成反濾層的砂石顆粒應(yīng)是清潔的無(wú)粘性顆粒，不得含有雜草等易腐爛的物質(zhì)而導(dǎo)致濾層堵塞。