本書較全面地介紹了土工合成材料的應(yīng)用原理和工程實(shí)踐，主要內(nèi)容包括聚合物性質(zhì)，土工合成材料產(chǎn)品、特性和試驗(yàn)方法，以及土工合成材料在排水和反濾、防滲、加筋，道路工程中的隔離，防護(hù)與防汛，固廢填埋場(chǎng)中的污染阻隔，土工泡沫的減壓等領(lǐng)域的應(yīng)用。例如，土工合成材料黏土墊、土工包容系統(tǒng)、巖石邊坡植生技術(shù)和電動(dòng)土工合成材料等。本書通過對(duì)大量例題和工程實(shí)例的分析，加深讀者對(duì)土工合成材料工程應(yīng)用中所涉及的設(shè)計(jì)公式、檢測(cè)方法和施工措施的理解。
本書可作為土木工程專業(yè)巖土、水利、道橋、礦山和工民建等方向研究生相關(guān)課程的教材，也可作為工程從業(yè)人員進(jìn)行土工合成材料相關(guān)工程實(shí)踐的參考書。
21世紀(jì)以來，巖土工程向著環(huán)境、生態(tài)和資源等領(lǐng)域擴(kuò)展與傾斜。在這些領(lǐng)域中，土工合成材料成為重要的角色，如固體廢料填埋場(chǎng)工程幾乎成為土工合成材料的主場(chǎng)。與經(jīng)濟(jì)、技術(shù)先進(jìn)的國家相比，我國土工合成材料的引進(jìn)與應(yīng)用起步較晚，但40多年的改革開放，隨著大規(guī)�；窘ㄔO(shè)空前的興起，我國在土工合成材料的生產(chǎn)、應(yīng)用、研究和設(shè)計(jì)各方面發(fā)展很快，有些方面甚至可以說是后來居上。但我國在土工合成材料及其工程應(yīng)用的教育與普及方面則相對(duì)滯后，在國內(nèi)相關(guān)高校中講授關(guān)于土工合成材料知識(shí)的課程還很不足，有關(guān)行業(yè)的設(shè)計(jì)施工部門的科技人員也普遍缺乏這方面的知識(shí)。
武漢大學(xué)（原武漢水利水電大學(xué)）是最早開展土工合成材料教育的高校之一。王釗教授從其博士論文開始，20多年來一直以土工合成材料為其主攻方向，獲得了很多創(chuàng)新成果，在該領(lǐng)域培養(yǎng)了一批研究生，他本人也是中國土工合成材料工程協(xié)會(huì)的早期負(fù)責(zé)人之一。早在1994年即出版了由他和陸士強(qiáng)教授所編寫的本科生教材《土工合成材料應(yīng)用原理》（水利電力出版社）。2005年，他又出版了研究生教材《土工合成材料》（機(jī)械工業(yè)出版社），該教材全面地介紹了土工合成材料的應(yīng)用原理和工程實(shí)踐，是我國該領(lǐng)域出版的第一本研究生教材。
該書是由王釗教授的學(xué)生鄒維列教授組織一批有關(guān)方向的教授、專家編寫的研究生教材《土工合成材料》的第2版，定位于土木工程研究生的教學(xué)。該書規(guī)模宏大、內(nèi)容齊全、有一定深度，有助于該領(lǐng)域的科學(xué)研究與工程應(yīng)用。與第1版相比，第2版反映了該領(lǐng)域材料、測(cè)試、工程應(yīng)用方面的新發(fā)展和新成果，包含的內(nèi)容更加全面、系統(tǒng)，是一本難得的文獻(xiàn)。
該書基本涵蓋了關(guān)于土工合成材料的基本知識(shí)，包括材料的特性與類型，功能與應(yīng)用領(lǐng)域，物理力學(xué)性質(zhì)的試驗(yàn)、設(shè)備、參數(shù)確定，設(shè)計(jì)計(jì)算原理與公式，主要的工程應(yīng)用范圍等。作為教材，該書參考了大量的文獻(xiàn)，設(shè)置了較多例題與習(xí)題、工程實(shí)際案例，可以說是一本在土工合成材料方面內(nèi)容很齊全、概念理論和設(shè)計(jì)計(jì)算很詳盡和準(zhǔn)確的教材。該書對(duì)于從事相關(guān)課題研究生的選題、技術(shù)路線、試驗(yàn)與理論研究等，具有重要的引領(lǐng)和指導(dǎo)意義，對(duì)于從事土工合成材料研究及應(yīng)用的工程技術(shù)人員也有很大的參考價(jià)值。
編寫教材是一份令人望而生畏的艱巨的、責(zé)任很大的工作，也是與名利無關(guān)的事情。與編寫相對(duì)成熟的《土力學(xué)》教材相比，編寫一本新領(lǐng)域的教材，其意義與難度不亞于“創(chuàng)新性”科研成果。其內(nèi)容的取舍，概念、理論的闡述，計(jì)算公式的推導(dǎo)，校對(duì)及統(tǒng)稿，其困難程度是認(rèn)真做過的人才能體會(huì)得到的。
相信該書將會(huì)在培養(yǎng)掌握土工合成材料及其工程應(yīng)用知識(shí)的巖土工程科技人才，在提高我國土工合成材料的設(shè)計(jì)應(yīng)用水平等方面，起到重要的作用。
2022年4月13日土工合成材料第2版
序
第2版前言
第1版前言
各章編寫人員名單
第1章緒論1
1.1概述1
1.2聚合物簡介3
1.2.1聚合物的基本概念及其命名3
1.2.2聚合物的分類4
1.2.3聚合物的特性及影響因素5
1.3土工合成材料的類型、功能和應(yīng)用7
1.3.1土工合成材料的類型7
1.3.2土工合成材料的功能9
1.3.3土工合成材料在不同領(lǐng)域的應(yīng)用10
1.3.4土工合成材料的應(yīng)用設(shè)計(jì)11
參考文獻(xiàn)11
第2章土工合成材料的制造13
2.1概述13
2.2合成纖維13
2.2.1合成纖維簡介13
2.2.2幾種主要合成纖維的化學(xué)成分和特性14
2.2.3合成纖維的生產(chǎn)過程15
2.3土工織物17
2.3.1有紡織物的生產(chǎn)過程及性能17
2.3.2無紡織物的生產(chǎn)過程及性能17
2.3.3土工織物的連接19
2.4土工膜和復(fù)合土工膜21
2.4.1土工膜的生產(chǎn)過程及性能21
2.4.2復(fù)合土工膜的生產(chǎn)過程及性能22
2.4.3復(fù)合土工膜的連接23
2.5土工網(wǎng)和土工復(fù)合排水網(wǎng)、其他土工復(fù)合排水材料23
2.5.1土工網(wǎng)和土工復(fù)合排水網(wǎng)23
2.5.2其他土工復(fù)合排水材料24
2.6土工格柵和土工網(wǎng)墊24
2.6.1土工格柵24
2.6.2土工網(wǎng)墊25
習(xí)題26
參考文獻(xiàn)26
第3章土工合成材料的特性和試驗(yàn)27
3.1概述27
3.1.1取樣和試樣的制備27
3.1.2成果整理28
3.2物理性質(zhì)28
3.3力學(xué)性質(zhì)31
3.3.1抗拉強(qiáng)度31
3.3.2握持強(qiáng)度34
3.3.3梯形撕裂強(qiáng)度35
3.3.4脹破強(qiáng)度35
3.3.5圓球頂破強(qiáng)力36
3.3.6CBR頂破強(qiáng)力36
3.3.7刺破強(qiáng)力36
3.3.8落錐穿透試驗(yàn)37
3.3.9蠕變特性37
3.4水力學(xué)性質(zhì)41
3.4.1滲透系數(shù)和透水率41
3.4.2沿織物平面的滲透系數(shù)和導(dǎo)水率42
3.4.3孔徑44
3.5土工合成材料與土的相互作用47
3.5.1土工織物的淤堵47
3.5.2土工合成材料與土的界面摩擦特性49
3.6耐久性52
3.6.1抗老化能力52
3.6.2機(jī)械損傷54
3.7土工合成材料的允許抗拉強(qiáng)度55
3.8試驗(yàn)成果的整理和比較56
3.8.1試驗(yàn)數(shù)據(jù)的取舍56
3.8.2數(shù)據(jù)不確定度的估計(jì)和合成57
3.8.3產(chǎn)品優(yōu)劣的多指標(biāo)綜合排序58
習(xí)題60
參考文獻(xiàn)62
土工合成材料第2版目錄第4章排水與反濾作用63
4.1土工合成材料的排水特性63
4.1.1排水特性參數(shù)63
4.1.2排水能力的影響因素64
4.1.3設(shè)計(jì)要求65
4.2軟土地基的排水68
4.2.1豎直排水體68
4.2.2水平排水73
4.2.3塑料排水暗管的設(shè)計(jì)75
4.2.4阻斷毛細(xì)水遷移77
4.3擋土墻和防滲心墻后的排水78
4.3.1墻背的排水78
4.3.2壩體內(nèi)豎式排水體79
4.4填埋場(chǎng)中的排水79
4.5道路排水81
4.5.1基層排水82
4.5.2路邊排水85
4.6土工織物的反濾應(yīng)用86
4.6.1反濾機(jī)理86
4.6.2設(shè)計(jì)準(zhǔn)則89
4.6.3反濾應(yīng)用94
習(xí)題95
參考文獻(xiàn)95
第5章防滲作用97
5.1概述97
5.1.1土工膜防滲應(yīng)用概況97
5.1.2GCL防滲應(yīng)用概況98
5.2防滲材料種類及其工程性質(zhì)99
5.2.1土工膜種類及其工程性質(zhì)99
5.2.2GCL種類及其工程性質(zhì)102
5.3防滲設(shè)計(jì)與計(jì)算方法103
5.3.1防滲結(jié)構(gòu)布置103
5.3.2防滲結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)104
5.3.3錨固結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)108
5.3.4防滲結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析方法110
5.3.5防滲膜厚度的安全復(fù)核方法111
5.3.6防滲層滲漏量估算方法114
5.4工程應(yīng)用案例116
5.4.1堤壩防滲116
5.4.2蓄能電站上水庫庫底防滲118
5.4.3渠道防滲案例119
習(xí)題120
參考文獻(xiàn)120
第6章加筋作用122
6.1概述122
6.1.1加筋土的概念和作用122
6.1.2加筋土的組成和作用122
6.2加筋土的試驗(yàn)和機(jī)理分析124
6.2.1加筋土單元體試驗(yàn)124
6.2.2筋-土界面特性試驗(yàn)127
6.2.3加筋作用機(jī)理分析128
6.2.4纖維加筋土的特性及應(yīng)用129
6.2.5加筋土結(jié)構(gòu)的分析方法130
6.3加筋土擋土墻132
6.3.1加筋土擋土墻的破壞模式132
6.3.2加筋土擋土墻的結(jié)構(gòu)分析134
6.3.3加筋土擋土墻的細(xì)部設(shè)計(jì)139
6.4加筋土邊坡141
6.4.1加筋土邊坡的組成141
6.4.2加筋土邊坡的破壞模式141
6.4.3加筋土邊坡的穩(wěn)定性分析及設(shè)計(jì)方法143
6.4.4加筋土邊坡的坡面防護(hù)及排水設(shè)計(jì)149
6.5條形基礎(chǔ)的加筋地基149
6.5.1平面土工合成材料加筋土地基150
6.5.2土工格室加筋地基152
6.5.3工程實(shí)例154
6.6土工合成材料加筋土橋臺(tái)156
6.6.1概述156
6.6.2工程案例簡介157
6.6.3加筋土橋臺(tái)的力學(xué)特性159
6.6.4加筋土橋臺(tái)的設(shè)計(jì)方法160
6.7樁承式加筋路堤162
6.7.1概述162
6.7.2樁承式加筋路堤的工作原理163
6.7.3樁承式加筋路堤的失效模式165
6.7.4樁承式加筋路堤的設(shè)計(jì)方法166
6.8道路加筋171
6.8.1土工合成材料在道路加筋中的應(yīng)用171
6.8.2未鋪裝道路加筋設(shè)計(jì)172
6.8.3鋪裝道路加筋設(shè)計(jì)175
6.9加筋土結(jié)構(gòu)的施工176
6.9.1土工合成材料的鋪設(shè)177
6.9.2填土材料的鋪設(shè)與壓實(shí)177
6.9.3墻面和陡坡坡面的施工178
習(xí)題179
參考文獻(xiàn)180
第7章隔離作用183
7.1概述183
7.1.1埋地管道防護(hù)中的隔離作用183
7.1.2道路結(jié)構(gòu)中的隔離作用184
7.2路基底部的隔離作用184
7.2.1土工合成材料在路基底部的隔離機(jī)理185
7.2.2穿刺和頂破分析186
7.2.3其他底部隔離作用189
7.3路面處的隔離作用190
7.3.1路面開裂的機(jī)理190
7.3.2土工合成材料的隔離機(jī)理192
7.3.3土工織物隔離層設(shè)計(jì)193
7.3.4土工合成材料防治反射裂縫195
7.4土工合成材料路面應(yīng)用的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)197
7.4.1試驗(yàn)方案198
7.4.2試驗(yàn)路
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