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第1章 绪论1

1.1土工合成材料的定义和含义1

1.2土工合成材料的发展和应用现状评述1

1.3编写本书的目的和内容安排3

第2章 土工合成材料的种类、功能和特性5

2.1土工合成材料的聚合物（原材料）5

2.2土工合成材料的添加剂6

2.3土工合成材料的类型及主要功能6

2.4常用的几种土工合成材料产品及其性能7

2.4.1土工织物（土工布）7

2.4.2土工膜9

2.4.3土工格栅和土工网10

2.4.4土工格室12

2.4.5加筋带（或称拉筋带、土工带）14

2.4.6土工管材14

2.4.7复合排水带15

2.4.8土工泡沫板15

2.4.9土工网垫16

2.5土工合成材料的主要性能17

第3章 防渗和防渗工程21

3.1概述21

3.1.1一般叙述21

3.1.2国内外应用概况22

3.1.3土工膜防渗设计中的关键问题23

3.2土工膜的特性25

3.2.1土工膜的种类和型式25

3.2.2土工膜的工程性质27

3.3土工膜防渗层的结构和布置型式33

3.3.1保护层33

3.3.2支持层35

3.3.3土工膜防渗层的类型35

3.4土工膜防渗层的渗漏量估算36

3.4.1土工膜的渗透量36

3.4.2缺陷渗漏量37

3.4.3对渗漏量估算的评价38

3.5土工膜的厚度38

3.5.1垫层颗粒粒径与膜厚的关系39

3.5.2土工膜的局部大应变问题40

3.6复合土工膜的性能研究40

3.6.1复合土工膜的试验40

3.6.2复合土工膜的性能44

3.6.3复合膜黏接的施工工艺与黏接强度研究45

3.7使用土工膜工程的稳定性分析46

3.7.1堤坝上游坡土工膜的抗滑稳定分析极限平衡法46

3.7.2堤坝上游坡土工膜稳定性分析的有限元法47

3.8土工膜的施工要点47

3.8.1连接47

3.8.2接缝的检测48

3.8.3土工膜的铺设49

3.8.4土工膜的锚固49

3.9土工合成材料膨润土衬垫（GCL）50

3.9.1GCL简介50

3.9.2GCL的若干特性51

3.9.3GCL的应用52

3.9.4GCL施工中的注意事项53

3.10土工膜在防渗工程中的新应用53

第4章 反滤与排水工程56

4.1织物反滤设计的概念和方法56

4.1.1反滤与排水的意义56

4.1.2反滤的定义56

4.1.3反滤设计中的若干概念57

4.1.4织物滤层设计的方法60

4.2国内外反滤准则的研究和应用概况61

4.2.1国外有关反滤准则的研究61

4.2.2国内关于反滤准则的研究65

4.3影响织物反滤设计的主要因素66

4.3.1反滤土工织物的种类及特性66

4.3.2被保护土的性质和状态67

4.3.3水流条件68

4.3.4土—土工织物系统的其他外部条件70

4.4土工织物反滤的机理和淤堵现象71

4.4.1土工织物反滤机理的研究71

4.4.2反滤准则研究的新进展73

4.4.3土工织物滤层的淤堵机理74

4.5淤堵的试验研究与防治措施74

4.5.1梯度比试验及其评述75

4.5.2改进的梯度比试验76

4.5.3其他的淤堵试验77

4.5.4考虑淤堵等因素的透水性折减系数78

4.5.5淤堵可能性的经验判断79

4.5.6预防淤堵的措施79

4.6土工织物反滤层的施工79

4.6.1土工织物反滤层的铺设79

4.6.2混合反滤层的设置80

4.6.3复合土工材料反滤层的设置80

4.7土工合成材料排水80

4.7.1排水的目的80

4.7.2排水设施的具体形式举例81

4.7.3用于排水的土工合成材料81

4.7.4土工结构物的织物排水设计84

4.8地下埋管排水和地面侵蚀控制91

4.8.1地下埋管排水91

4.8.2地面侵蚀控制93

4.9塑料排水带（PSDs）在软土地基处理中的应用94

4.9.1概述95

4.9.2塑料排水带地基的固结沉降及强度增长97

4.9.3塑料排水带地基处理的设计104

4.9.4工程应用实例112

4.9.5塑料排水带技术的新发展119

4.10几点结论性的意见121

第5章 土的加筋与加固123

5.1概述123

5.1.1加筋的定义和意义123

5.1.2加筋的主要形式123

5.1.3加筋的作用124

5.2土工加筋材料125

5.2.1常用的加筋材料125

5.2.2加筋材料的主要作用125

5.2.3对加筋材料性能的要求125

5.3加筋机理研究127

5.3.1现有关于加筋机理的观点127

5.3.2加筋机理的若干新观点128

5.3.3加筋对土体特性的影响131

5.4加筋土本构关系的研究132

5.4.1弹塑性损伤本构模型（EPDI模型）132

5.4.2位移—软化模型132

5.4.3非线性本构模型135

5.5加筋土应力应变关系的试验研究136

5.5.1加筋土的三轴试验和平面应变试验137

5.5.2加筋土应力应变试验的成果分析137

5.5.3加筋土的离心模型试验139

5.6筋材与土之间界面特性的试验研究141

5.6.1界面特性试验的类型141

5.6.2加筋土的拉拔试验和直剪试验142

5.6.3关于拉拔试验的讨论147

5.6.4加筋土界面特性的其他试验152

5.7加筋土破坏的主要型式和筋材布置的原则154

5.7.1概述154

5.7.2加筋土体主要失稳型式的讨论154

5.7.3加筋材料的间距155

5.8纤维加筋土155

5.8.1纤维加筋土的含义155

5.8.2纤维的特性和有关参数155

5.8.3纤维土的作用机理156

5.8.4纤维土的试验研究157

5.8.5影响纤维土加筋效果的主要因素160

5.8.6纤维加筋膨胀土的特性161

第6章 加筋土工程166

6.1概述166

6.1.1加筋土工程的结构类型166

6.1.2加筋土结构的主要特点166

6.1.3加筋土工程设计的一般原则167

6.1.4实用计算方法的考虑167

6.1.5加筋土工程稳定性验算的内容和方法168

6.2加筋土挡墙的设计169

6.2.1加筋土挡墙的基本型式169

6.2.2设计的基本资料169

6.2.3加筋土挡墙的设计步骤170

6.2.4加筋挡墙的破坏形式和作用荷载171

6.2.5加筋土挡墙的常用设计方法173

6.2.6加筋土挡墙设计欧洲国家的方法176

6.2.7加拿大Bathurst法177

6.2.8模块式加筋土挡墙的设计问题183

6.2.9加筋土挡墙工作性状的现场研究189

6.3加筋土陡坡191

6.3.1概述191

6.3.2常用设计方法简述191

6.3.3加筋陡坡设计的规范法（SL/T225—98《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》）简介191

6.3.4位移法简介193

6.4软土地基的加筋和加固193

6.4.1加筋土地基的效果194

6.4.2加筋垫层的加固机理195

6.4.3加筋土软基的计算195

6.4.4加筋地基土中筋材的布置197

6.4.5加筋垫层的“深基础效应”199

6.5地震和动荷载下加筋结构的设计问题200

6.5.1加筋土动力特性的研究200

6.5.2地震荷载作用下加筋挡墙的设计200

6.5.3加筋土的液化研究简述209

6.6加筋土结构设计中的若干重要问题210

6.6.1加筋土结构设计中筋材的容许强度210

6.6.2加筋土结构的蠕变变形210

6.6.3筋材的施工破损强度降低问题214

6.6.4加筋土结构的老化问题218

6.7加筋土结构的应力应变研究221

6.7.1分析方法简述221

6.7.2加筋土挡墙的自重应力222

6.7.3外荷的影响223

6.7.4举例分析224

6.8加筋土结构的应变和位移225

6.9加筋土结构工程实践中的若干经验227

6.9.1加筋土结构施工的一般步骤227

6.9.2若干重要的施工事项228

6.9.3机械破损的可能原因229

附录230

附录A塑性分析的上、下限定理230

附录B加筋土挡墙的承载力问题232

第7章 防护和护坡工程238

7.1防护的含义和护坡（岸）工程238

7.1.1防护的含义238

7.1.2护坡（岸）工程的重要性238

7.1.3护坡（岸）工程的结构型式240

7.2土工合成材料的护坡工程结构物240

7.2.1生态护坡与土工合成材料的应用240

7.2.2常用的土工合成材料护坡结构物种类241

7.3软体排241

7.3.1软体排的构成241

7.3.2排体尺寸的确定243

7.3.3软体排的结构设计244

7.3.4软体排的施工和锚固247

7.4铰接联锁块软体排249

7.4.1概述249

7.4.2联锁块沉排结构的型式和应用249

7.4.3施工要点250

7.5土工石笼（Geo-Gabion）250

7.5.1概述250

7.5.2土工石笼的结构设计251

7.5.3土工石笼的施工和应用252

7.6土工模袋（Geoform）254

7.6.1概述254

7.6.2土工模袋的种类255

7.6.3土工模袋的设计计算256

7.6.4充填材料258

7.6.5施工要点258

7.6.6关于模袋应用的评价259

7.7土工格室（Geocell）260

7.7.1概述260

7.7.2土工格室的作用和特点260

7.7.3工程应用261

7.8植被护坡262

7.8.1概述262

7.8.2草种选择263

7.8.3施工要点263

7.9土工网垫263

7.10其他新型的护坡266

7.10.1尼龙加筋网垫266

7.10.2沥青铺材266

7.10.3Berosin促淤网266

7.11长江中下游的护岸工程267

第8章 土工包裹系统269

8.1概述269

8.2土工包270

8.2.1一般叙述270

8.2.2土工包的特点272

8.2.3土工包的投放过程和受力分析272

8.2.4土工包所需的周长274

8.2.5土工包的外裹材料275

8.2.6粒状材料的充填和施工276

8.2.7土工包系统设计中的若干问题276

8.2.8土工包系统使用中的若干经验279

8.2.9污染物透过土工包的迁移研究279

8.2.10工程应用282

8.3土工长管袋（Geo～tube）286

8.3.1概述286

8.3.2土工长管袋的应用286

8.4土工袋（Soil bag）286

8.4.1土工袋的特点288

8.4.2土工袋的应用范围288

8.4.3土工袋的应用实例289

第9章 土工合成材料在垃圾卫生填埋场中的应用290

9.1我国城市垃圾问题的现状和垃圾处理的主要方法290

9.2典型城市生活垃圾的成分和特性291

9.2.1生活垃圾的成分291

9.2.2城市垃圾的主要特性291

9.3垃圾填埋场的环境问题295

9.4垃圾填埋场的结构297

9.5土工合成材料在垃圾卫生填埋场中的应用299

9.5.1土工膜、复合土工膜和GCL在填埋场中的应用300

9.5.2土工网、土工管和无纺织物在填埋场中的应用305

9.5.3土工格栅及其他加筋材料在填埋场中的应用305

9.6土工合成材料在填埋场使用中的若干问题305

9.6.1材料选择305

9.6.2土工材料的寿命306

9.6.3结构设计307

9.6.4施工方面308

9.7国内若干填埋场简介310

9.7.1杭州天子岭垃圾填埋场310

9.7.2苏州七子山垃圾填埋场313

第10章 土工合成材料在膨胀土工程中的应用316

10.1膨胀土的含义、特征及其分布316

10.2膨胀土的特殊性质317

10.2.1胀缩性317

10.2.2多裂隙性318

10.2.3超固结性318

10.3膨胀土边坡的稳定问题318

10.4膨胀土工程的病害处治320

10.4.1病害的处治原则320

10.4.2膨胀土边坡病害的处治思路321

10.4.3膨胀土地基病害的处治思路321

10.5土工合成材料在膨胀土边坡处治中的应用322

10.5.1土工膜322

10.5.2三维土工网和土工格室322

10.5.3土工格栅322

10.5.4土工袋324

10.5.5纤维土326

10.5.6其他326

10.6几个边坡工程实例326

10.6.1水（任）—南（宁）高速公路326

10.6.2南（宁）—友（谊关）高速公路327

10.6.3鄂北岗地引丹五干渠的膨胀土边坡329

10.6.4南水北调中线膨胀土（岩）渠道边坡处理方案的研究330

第11章 土工合成材料在道路工程中的应用334

11.1概述334

11.2软基上的加筋路堤工程334

11.2.1软基上加筋土堤的破坏形式334

11.2.2软基上加筋路堤的设计336

11.2.3软基上加筋路堤设计中若干重要问题的讨论345

11.2.4PVDs和加筋联合作用的土堤设计348

11.2.5不同地基土性质对加筋土堤设计的影响349

11.2.6加筋材料的性状对加筋堤设计的影响352

11.3无铺砌道路（Unpaved Road）的加筋土路堤353

11.3.1路堤加筋的作用353

11.3.2J.P.Giroud的设计方法353

11.3.3关于Giroud法的评论362

11.3.4实例362

11.4有铺砌道路的设计362

11.4.1加筋的目的362

11.4.2加筋的材料362

11.4.3加筋有铺砌道路的研究364

11.4.4加筋有铺砌道路的设计方法364

11.5土工合成材料防治道路的反射裂缝367

11.5.1反射裂缝的机理367

11.5.2土工合成材料罩面的设计指南368

11.5.3地沥青协会土工织物罩面的设计方法368

11.6桩网式加筋路堤工程369

11.6.1定义与分类369

11.6.2桩网式路堤的结构和受力机理370

11.6.3桩网式加筋路堤的试验研究371

11.6.4桩网式加筋路堤的适用条件373

11.6.5应用情况373

第12章 典型工程实例375

12.1长江口深水航道治理工程一期工程（国家级示范工程）375

12.1.1概况375

12.1.2软体排377

12.1.3袋装砂斜坡堤378

12.1.4模袋混凝土护面379

12.1.5效果评价379

12.2汉江王甫洲枢纽围堤防渗工程（国家级示范工程）380

12.2.1概况380

12.2.2复合土工膜的作用380

12.2.3土工织物反滤层的应用381

12.2.4评价382

12.3深圳河治理第二期工程（国家级示范工程）383

12.3.1概况383

12.3.2土工合成材料的应用383

12.3.3土工合成材料的规格和性能384

12.3.4试验研究、现场取样测试和监测成果387

12.3.5评价393

12.4长荆铁路（国家级示范工程）393

12.4.1概况393

12.4.2设计与施工394

12.5青藏铁路395

12.5.1概况395

12.5.2土工合成材料应用情况396

12.5.3应用效果评价396

12.6三峡库区多级高加筋土挡墙397

12.6.1概况397

12.6.2多级挡墙的设计397

12.6.3局部损坏与修复398

12.6.4效果评价399

12.7长江崩岸治理工程的现场试验399

12.7.1概况399

12.7.2江新洲试验工程使用的新护岸技术400

12.7.3效果评价401

12.8舟山东港海涂上筑堤402

12.8.1概况402

12.8.2加筋材料设置402

12.8.3观测资料402

12.8.4效果评价403

12.9昆明滇池草海滨疏浚工程的现场试验403

12.9.1概况403

12.9.2设计和施工404

12.9.3效果评价404

12.10土工长管袋在天津港围堤中的应用405

12.10.1工程概况405

12.10.2土工材料的应用405

12.10.3围堤工作情况406

12.10.4效果评价407

12.11淮河入海淮安枢纽工程407

12.11.1概况407

12.11.2在防渗、排水系统中的应用407

12.11.3在围堰垂直插塑截渗中的应用408

12.12澳门国际机场人工岛地基处理工程408

12.12.1概况408

12.12.2跑道、滑行道地基处理408

参考文献409