1.土工合成材料的功能及应用范围
土工合成材料的功能是多方面的，综合起来，可以概括为过滤作用、排水作用、离作
用、加筋作用、防渗作用和防护作用六种功能。
1.1 过滤作用
把土工织物置于土体表面或相邻土层之间，可以有效地阻止土颗粒通过，从而防止由于
士颗粒的过量流失而造成土体的破坏。同时允许途中的水或气体通过织物自由排出，以免由
于孔隙水压力的升高而造成土体的失稳等不利后果。
土工织物可适用于土石坝粘土心墙或粘土斜墙的滤层，土石坝或堤坝内的各种排水体的
滤层，储灰坝或尾矿坝的初期坝上游坝面的滤层，堤、坝、河、渠及海岸块石或混凝土护坡
的滤层，水闸下游护坡下部的滤层，挡土墙回填土中排水系统的滤层，排水暗道周边或碎石
排水暗沟周围的滤层，水利工程中的水井、减压井或测压管的滤层等。
1.2 排水作用
有些土工合成材料可以在土体中形成排水管道，把土中的水分聚集起来，沿着材料的平
面排出体外。较厚的针刺型无纺织物和某些具有较多孔隙的复合型土工合成材料都可以起排
水作用。
可用于土坝内垂直或水平排水，土坝或土堤中的防渗土工膜后面或混凝土护面下部的排
水，埋入士体中消散孔隙水压力，软基处理中垂直排水，挡土墙后面的排水等。
1.3隔离作用
土工合成材料能够把两种不同粒径的土、砂、石料，或把土、砂、石料与地基或其它建
筑物隔离开来，以免相互混杂，失去各种材料和结构的完整性，或发生土粒流失现象，土工
织物和土工膜都可以起到隔离作用。
可用于道路基层与路基之回或路基可地基之
间的南离层，
在工石混合坝中隔离个同的筑
坝材料，用作坝体与地基之间的隔离体，堆场与地基间的隔离层等。
1.4 加筋作用
很多土工合成材料埋在土体中，可以分布土体的应力，增加土体的模量，传递拉应力，
限制土体侧向位移:还可以增加土体和其他材料之间的摩阻力，提高土体及有关建筑物的稳
定性。土工织物、土工隔栅、土工网及一些特种或复合型的土工合成材料，都具有加筋作用。
可用于加强软土地基，加强边坡稳定性，用作挡土墙回填土中的加筋或锚固挡土墙的面板，修筑包裹式挡土墙或桥台，加固柔性路面，防止反射裂缝的发展等。
1.5防渗作用
土工膜和复合型土工合成材料，可以防止液体的渗漏，气体的挥发，保护环境或建筑物土工膜是高分子聚合物制成的透水性甚小的材料，渗透系数一般为10-11-10-12cm/s，这样低的渗水性是一种颇为理想的防渗材料。其在水利防渗工程中可应用于以下几个方面:
(1)堤坝的防渗斜墙或垂直防渗心墙。
(2)透水地基上的堤坝的水平防渗铺盖和垂直防渗墙。
(3)混凝土坝，圬工坝及碾压混凝土坝的防渗体。
(4)渠道的衬砌防渗。
(5)涵闸水平铺盖防渗
(6)隧道和堤坝内埋管的防渗。
(7)施工围堰的防渗。
1.5.1土工材料的防渗结构
土工合成材料是具有很好的防渗效果，目前在土石坝中、特别是堤防防渗工程中已被广泛地采用，在混凝土坝或碾压式混凝士坝的修补中，作用防渗护面也逐渐增多，其使用量约为土工织物使用量的11%左右。在我国的土坝建设和堤防加固中，作为垂直防渗墙体材料等被广泛地使用。为了说明土工材料具有很好的防渗效果，下面就以土工膜为例，阐述土工材料的防渗结构、防渗形式、土工材料的铺设范围和部位、土工材料的选择、以及土工材料在水利防渗工程中应用的优缺点等问题。土工膜的厚度很薄，容易遭破坏，为了有效保护和提高其在坡面上的稳定性，在土工膜与堤身或堤基接触外应加一定厚度的垫层(过滤层)或反滤层，尤其对于膜与粗粒料直接接触的情况。若防渗膜选用复合土工膜材料，则反滤层可以简化。对于已有的堤防加固情况，由于铺反滤层较困难，可直接选用复有较厚的非织造土工织物的复合土工膜作为反滤层，以便于施工，但应强调指出，不管什么情况下，反滤层是必不可少的。土工防渗结构原则上包括5层:
①防护层:是与外界接触的最外层，是为了防御外界水流或波浪冲击、风化侵蚀、冰冻破环和遮蔽日光紫外线而设置，厚度一般15-25cm。
②)上垫层:是防护层和土工膜之间的过渡层，由于防护层多是大块粗糙材料且易移动，如果直接置于土工膜上，很容易破坏土工膜，因此上垫层必须做好，一般有砂砾料，厚度应不小于 15cm。
③ 土工膜:是防渗主题，除要求有可靠的防渗性外还应该能承受一定的施工应力和使用期间结构物沉降等引起的应力，故也有强度要求，土工膜的强度与其厚度直接有关，可通过
④ 下垫层:铺设在土工膜的下面，有双重功能，一是排除膜下的积水、积气，确保土工膜的稳定，二是保护土工膜，使其不受支持层的破环。
⑤ 支持层:土工膜是柔性材料，必须铺设在可靠的支持层上，它可以让土工膜受力均匀。
1.5.2土工材料的防渗形式
①是堤坝地基垂直防渗墙，对于已建堤坝的防渗加固工程，一般采用垂直铺塑技术建造垂直防渗墙。对于新建堤坝，采用中央复合土工膜作垂直防渗墙时，其要求与土工膜斜墙防渗相同。
②)水平防渗铺盖:堤坝建在透水地基上，当地基厚度过大，采用其他防渗形式不经济或不可能时，可采用铺盖防渗。它是将透水性小的材料水平铺设在堤上游的一段长度内，并与堤身或坝身的防渗体系相连接，以增加渗径，减少渗透坡降，防止地基渗透变形并减少渗流量。
1.5.3土工材料铺设的范围和部位
土工膜在堤坝中铺设的范围可以从堤基开始，直到堤顶。堤坝临水面若设置铺盖，则铺盖长度应按渗流量计算确定，大于或等于5倍水头。
土工膜的铺设部位对新建的堤坝，可铺设在堤坝的中间(即心墙)或临水面(即斜墙)两种形式，其各有特点。
1.5.4 土工材料的选择
土工膜的选择涉及两个问题，一是选择何种材料的土工膜，二是选用何种形式的土工膜(单膜或复合土工膜)。国内外土工膜所用的原材料主要是聚乙烯(PE)和聚乙烯(PVC)两种，工程选料时，主要根据以下几个方面来选定合适的土工膜。
① 力学特性:工程中一般用柔性好，摩擦性系数大的土工膜。
②可连接性:工程中首先选用即能热熔连接又能用粘合剂粘接的土工膜。
③ 经济性:一般先用同样厚度的情况下每单位面积的价格要少的、幅宽较大、连接少的膜
