土工合成材料具有多方面的功能，一种土工合成材料往往就兼有数种功能。随着土工复合材料的发展，所兼有的功能就更多。总的说来，土工合成材料的主要功能可归纳为六类，即反滤功能、排水功能、隔离功能、防渗功能、防护功能以及加筋和加固功能。现分别加以叙述。有关各种材料在不同工程中的应用原则和施工方法参阅后续各章。
第一节 反滤功能
一、反滤作用
当土中水流过土工织物时，水可以顺畅穿过，而土粒却被阻留的现象称为反滤(过滤)。反滤不同于排水，后者的水流是沿织物表面进行的，而不是穿越织物。当土中水从细粒土流向粗粒土，或水流从土内向外流出的出逸处，需要设置反滤措施，否则土粒将受水流作用而被带出土体外，发展下去可能导致土体破坏。土工织物可以代替水利工程中传统采用的砂砾等天然反滤材料作为反滤层(或称滤层)。
用作反滤的土工织物一般是非织造型(无纺)土工织物，有时也可以用织造型土工织物。
二、典型应用(举例)
堤坝工程中可以用土工合成材料作滤层的情况很多，以下是一些常见的使用场合。
（1）堤坝粘土斜墙和粘土心墙的反滤层。
（2）堤坝内部和下游排水体滤层。
（3）渠道、堤防、海岸等乱石或混凝土板护面下的滤层。
（4）水闸分缝处、下游护坦、河漫下的滤层。
（5）挡土墙、岸墙等背面排水系统中的滤层。
（6）排水暗管或排水暗沟外面的包裹体。
（7）减压井或测压管的外裹体。
以上应用的示意见图2-1。
此外，公路和机场跑道的基层，铁轨下道渣与土基间的隔离层等，也都同时要求反滤功能。
三、反滤和淤堵机理
以往的直观概念都认为土工织物起反滤作用等同于过筛作用，后来的研究却证明土工织物所以发挥反滤功能主要是由于它具有促进天然滤层形成的“催化”作用。另外，当土工织物作为滤层而长期作用时，发现有淤堵现象，从而使其反滤作用减弱或至消失。为此需要弄清淤堵的成因，方能有效地防止淤堵发生。
（一）反滤机理
土工织物的反滤作用可以用图2-2来说明。图中左侧为大孔隙堆石体，右侧为被保护土，二者之间夹有起反滤作用的土工织物。当水流从被保护土自右向左流入堆石体时，部分细土粒将被水流挟带进入堆石体。在被保护土一侧的土工织物表面附近，较粗土粒首先被截留，使透水性增大。同时，这部分较粗粒层将阻止其后面的细土粒继续被水流带走，而且越往后细土粒被流失的可能性越小，于是就在土工织物的右侧形成一个从左往右颗粒逐渐变细的“天然反滤层”。该层发挥着保护土体的作用。可见土工织物的存在只是起了促成天然反滤层形成的“催化”作用。
(二) 淤堵机理
土工织物中的孔道被堵塞，过水面积减小，渗透性下降的现象称淤堵。形成淤堵的原因可分为机械淤堵、化学淤堵和生物淤堵。一般情况下，机械淤堵为主要形式。
机械淤堵是土体中的细颗粒随水流进入土工织物孔隙中，并停留其中，随时间增长，停留的细粒愈来愈多，织物的透水性愈来愈小。
化学淤堵是由于渗流水中的各种离子，受化学作用形成不溶于水的化合物，如CaC03、 Fe02等，停留于织物孔隙中，减少水流通道从而降低织物的渗透性。
生物淤堵是土体或土中水内的藻尖、菌头微生物和有机质在织物孔隙中滋长繁殖，堵塞孔隙所造成。
淤堵对织造型和非织造型土工织物有着不同影响。织造型织物孔口通道单一，管状通道间不连通，故孔口或通道内任一处被堵塞，整个通道即不通。针刺非织造土工织物则兼有垂直和水平结构，而且它们之间是相通的，织物孔隙呈迂回树枝状的立体结构，水分进入后即可相互串通，所以即使大部分孔隙被堵塞，仍可保持相当的透水性。
四、反滤设计准则
为了让所选用的土工织物能长期发挥反滤作用，对织物应该提出一定的要求。正像以往采用粒状土料(砂砾料)作反滤层时那样，应使土料粒径符合一定的准则。对用作反滤的土工织物，基本要求如下，
(1)被保护的土料在水流作用下，土粒不得被水流带走，即需要有“保土性”，以便防止管涌破坏。
(2)水流必须能顺畅通过织物平面，即需要有“透水性”，以防止积水产生过高的渗透压力。
(3)织物孔径不能被水流挟带的土粒所阻塞，即要有“防堵性”，以避免反滤作用失效。
(一) 保土性准则
既然要求织物保土，则织物的孔径与土的粒径之间就必须符合一定的关系。孔径过大，土粒会穿过孔洞而流失；过小又妨碍透水和容易被堵塞。
借鉴传统的粒状土反滤层的保土要求，并依据众多的试验研究表明，为了保土，织物的某等效孔径Oe和被保护士的特征粒径d85之间应该符合以下关系：
式中Oe是一个由试验测得的等效孔径值。目前国内外采用最多的是Oe＝O95，或者Oe＝O90。O95和O90之间的统计关系为O95/O90≈1.2。d85是被保护土的一个特征粒径，可从被保护士的颗粒分析试验曲线上查得，它表明土中粒径小于该值的颗粒的质量是全土质量的85％。而式中的n则是与土中的细粒(土粒粒径d≤0.075mm的部分)含量和不均匀系数Cu(＝d60/d10)等相关的经验系数。
SI/T225—98《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》规定，Oe＝O95，n一般为1～2，选用该值的详细规定请参考该《规范》。必须指出，以上对n值的规定是针对一般水流情况而定的，对于较为复杂的情况，例如对有往复水流或有动力作用的情况，则织物的孔径应该要求大一些。因为在往复水流情况下，织物的保土侧难以形成“天然反滤层”；对有浪击的情况，负压会通过织物孔隙对土产生抽吸作用，等等。鉴于上述情况，故SL/T225—98对此作出如下规定：
另外在一些特殊场合的特殊工程，如防汛抢险，往往要求滤层中水流十分畅通，此时需要采用孔径较大的材料，有时甚至采用窗纱来做反滤。
(二) 透水性准则
目前对土工织物透水性的要求，是以织物和被保护士的渗透系数的相对关系来表示。规范对此作了如下规定：
(1)被保护土级配良好，水力梯度低和预计不致发生淤堵(中粗砂等)时
(2)若排水失效会导致土体结构破坏，且修理费用高，或水力梯度高，流态复杂等情况
有的标准要求比式(2-4)中10更大的系数，是考虑土工织物在实际工作中，其渗透系数可能会由于织物被阻塞或受压变薄而降低的情况发生。
(三) 防堵性准则
为防止土工织物在长期工作中被淤堵，应该用选定的织物和被保护的现场土料作较长期试验来检验。这样做费时费事，因此SL/T225—98对于土工织物防堵性提出了以下要求：
(1)被保护土级配良好，水力梯度低，流态稳定，修理费用小及不发生淤堵时
(2)被保护土易管涌，具有分散性、水力梯度高、流态复杂、修理费用大的情况。
这里需要解释一下“梯度比”的意义。梯度比是美国陆军工程师团为了用较短时间判断土工织物滤层的工作状态而建议的一个指标，由淤堵试验装置测定，如图2-3。图中的6代表待测定的土工织物，它被安放在作为支承体的透水铜丝布7上。织物上面是由现场取来的并按要求压实的土。在织物上面25mm和再上面50mm处的试验筒两侧壁上，各安装有测压水管(同一高程两侧各设一管是为了取其平均值作为测读水位)，试验筒顶不断供水，使水流通过土体、织物，由图中的调节管8排出。量测通过上面50mm土层后测压管的水位差，计算出相应的梯度is；同样量测通过下面25mm土层和土工织物的测压管水位差，计算出相应的梯度isg。后一梯度对前一梯度的比值，即GR＝isg/is称为梯度比。
GR≤3的准则可以转化为渗透系数的概念。按此，应该有
附带说明，上面所述的和其他一些现有的保土准则都是针对非织造型土工织物制定的。对于织造型土工织物，现在还没有公认的准则， SL/T225—98的条文说明中介绍了部分单位的经验，可供参考。另外，为了防堵，许多专家主张，采用的土工织物的孔径宜较准则要求的适当加大。
五、设计要点
采用土工织物作为反滤层时，首先要求选用的材料必须满足反滤准则；其次，它们在铺设后必须是稳定的；再次，虽然它们并不是作为受力部件来作用，但需要有一定的强度，应能承受施工应力和可能遇到的其他荷载。因此一般的设计应该包括以下内容。
(一) 提供必要的基本数据
1.被保护土的主要物理力学性指标
被保护土的主要物理力学性指标包括：土的分类、颗粒分析曲线(由此可查取土的特征粒径d85、d60、d15、d10…)、土的不均匀系数Cu＝d60/d10、土的渗透系数K、土的抗剪强度指标、土的化学成分等，它们可由试验确定。
2.填土的性质指标
填土的性质指标即回填土的击实试验曲线，从曲线上确定填土的最大干容重γdmax和最优含水率Wop。
3.待选土工织物的性质指标
待选土工织物的性质指标包括土工织物的单位面积质量M、等效孔径O95、垂直渗透系数Kυ、水平渗透系数Kh、抗拉强度以及由淤堵试验测得的梯度比GR等。
(二) 一般的强度要求
织物要求的强度T很难计算确定，通常可以根据经验按以下情况取值。
(1)一般闸坝，要求无纺土工织物的M≥300g/m2，T≥8.0kN/m，纵横向强度比为2/3～3/2(M为单位面积质量，T为抗拉强度)。
(2)预计应力较大时，M≥400g/m2，T≥10kN/m，纵横强度比为2/3～3/2。
(3)应力更大时，M≥500g/m2， T≥12kN/m，纵横强度比为2/3～3/2
第二节 排水功能
一、排水作用
水利工程中需要将土中水排走的情况很多，例如堤坝工程中降低浸润线位置，以减小渗流力；挡墙背面排水，以消减水压力，提高墙体稳定性；土坡排水，减小孔隙压力，防止土坡失稳；隧道和廊道排水，以减轻渗水压力；软土地基排水，以加速土固结，提高地基承载力等等。传统的排水材料多采用强透水粒状材料，土工织物用作排水时兼起反滤作用，同时，不致因土体固结变形而失效，它具有施工简便，缩短工期，节约工程费用等优点。
二、典型应用(举例)
以下是堤坝工程中可以应用土工合成材料作为排水设施的一些常用场合。
(1)堤坝体内烟囱式排水及下游排水褥垫层。
(2)堤坝防渗土工膜下的排水、排气垫层。
(3)设于水力冲填坝中的孔压消散层。
(4)土堤下游坡的排水层。
(5)挡墙及岸墙后的排水层。
(6)加速软基固结的排水带或排水板。
(7)冻胀区用于截断毛细水上升，防止冻害；干旱区防止毛细水上升造成盐碱化。
三、设计要点
土工合成材料用作排水体的设计方法与反滤层的基本相同。但由于在此项用途中，织物应有足够的平面排水能力以导走来水，所以要进行排水能力的校核。本节先介绍一般的排水设计方法，而后再就几种特殊情况，做些说明。
(一) 一般的排水设计
1.所需的基本资料
与反滤设计中要求的类似，应提供土体的物理力学特性，如土的分类、土的颗粒分析曲线、土的渗透系数等；有关地质、水文资料；来水量(或根据条件估算)；土与水的化学成分等。
另外，应提供待选土工织物的厚度δ、等效孔径O95、水平渗透系数Kh、垂直渗透系数Kυ等。
2.以反滤准则检验待选土工织物
用于排水的无纺土工织物首先应符合反滤准则，故待选材料应先按第一节中的三项准则逐一加以检验，如不合格，应更换其他合格材料。
3.排水能力校核
这里我们先介绍一种反映土工织物透水性的指标。土工织物排水是依靠其平面渗透性，按照理论应该以其水平渗透系数Kh来表示。但是，由于织物埋在土内要受到一定的压力，其厚度δ要变薄，垂直渗透性和水平渗透性都将减小，为了回避可变的厚度δ，根据达西定理，推导出反应织物渗透性的另外两个指标：
式中： q表示单位宽度的来水量；△h为土工织物上下两侧的水位差值；A为通过水流的面积； i为水流通过织物时的水力梯度。
某种土工织物用作排水时是否合适，需要先计算两种导水率：一个是由需要排除的水量q(亦即来水量)计算得要求的导水率θr，另一个是根据所提供织物的指标算出的织物可提供的导水率θa，按以上所述，它们可以按式(2-10)及式(2-11)计算：
式中：Fs是安全系数，一般应不小于3；q为来水量，可以借流网法或其他方法估算(可参考有关资料)。
式(2-11)如果得不到满足，可以更换厚一些的织物，或改用排水量大的其他排水土工合成材料。
(二) 烟囱式排水布置
上游来水流到竖向排水体土工织物(图2-4)，将沿织物往下流，通过下游底部排水层导向堤外。
这种情况下的计算与上述（一）中所述的基本相同，即先按流网估算进人烟囱式排水体的来水量q，由此按式(2-9)算出θr(其中的i＝sinβ)；其次由提供的土工织物指标，按式(2-10)算出θa；再由式(2-11)检验提供的织物是否合适。
要注意的是流入织物的渗流量是由上而下累计增大的，如图2-4(b)，其底部流量最大，应该逐段验算。
(三) 堤坝底部排水层
软基上堤坝底部铺设土工织物作为排水层的示意如图2-5。饱和软土地基在堤坝重力作用下将排水固结，排出的水量通过土工织物向两侧流走。
这种情况的排水计算较前述的稍复杂，因为它要涉及土的固结计算。这里不作详细介绍，仅写出以下公式作为参考。式(2-12)假设土工织物的最大承压力为地基中最大水压力的10％～15％，并根据单向固结理论推导得出：
式中：B为堤坝底宽；Ksυ是地基土的垂直向渗透系数； Cυ为土的固结系数，它是由地基土的固结试验求得的反映固结快慢的一个指标；t为筑堤的时间。
同样，可按式(2-11)检验所采用的织物是否有足够的导水能力。
(四) 塑料排水带垂直排水设计
在第一章中已简单介绍了塑料排水带的构造，它是由塑料排水芯材外包非织造土工织物(滤膜)构成的一种土工复合排水材料，在软土地基加固中应用广泛。这种材料是由早期的“排水砂井”演变而来。
利用砂井加速软土地基固结的基本概念如下：假设有一处饱和软土地基，如图2-6(a)，在其表面施加外荷载(建筑物重量)，土中会产生超过静水压力的孔隙水压力，于是，土体中多余水分逐渐从排水面(地表)排出，这种现象称为排水固结。当土层厚度H(假设其下为不透水层)较大时，排水行程(即H)太长，土层完成排水固结的时间也将增大。若粘土渗透性小，则固结时间需要很长，故建造在软土上的建筑物将长期处于持续下沉的状态。为了加速固结，可以在软基中设置垂直方向的砂井(砂井是用造孔机械在平面上按一定间距和布置方式(常为正方形或梅花形分布)造孔(一般穿过软土层)，同时填入砂料，形成砂柱，如图2-6(b)。砂柱为软土提供了排水面，排入砂柱的水向上进入地面的砂垫层，再沿水平方向排走。根据固结理论，排水固结的时间与排水距离的平方成反比。例如在图2-6中，不设砂井时的最大排水距离为H，设砂井后，相应距离为de/2。式中的de约为砂井间距，则为达到一定的固结度后者所需的时间t与前者时间T的关系为：t＝[（de/2）2/H2]T，所以只要调整de，即可使固结所需的时间缩短到要求的时间。事实上，所需时间比上式计算的还要短一些，因为在砂井水平排水的同时，还有土层自身的垂直向排水。
砂井设计的要点在于按现有的土质特性(固结系数Cυ等)、砂井的直径和深度，现有的造孔设备规格(孔径和造孔深度)，以及许可的固结时间，通过三维固结理论来估算砂井的分布间距。很明显，间距愈小，固结将愈快，但为了使地基土不因砂井造孔而过分地扰动，砂井的间距不宜过小，一般为2～3m。
塑料排水带加速地基固结的概念与砂井的完全相同，只是以截面为矩形的排水带代替了截面为圆形的砂井，排水带计算仍然采用砂井理论中的固结理论，所以需要将排水带截面的周长(宽度和厚度分别为b和δ)转化为等效砂井直径d，显然d＝（2/π）(b十δ)。这样排水带就可以完全按直径为d的砂井设计。
在塑料排水带插带过程或砂井施工过程中，不可避免会引起地基土的扰动，并因此在排水带或砂井周围形成一相对不透水的土层，这种因对地基土扰动引起透水性降低的作用，称为涂抹作用。同时，塑料排水带或砂井的导水能力需要在一定的水头差作用下才能起作用，以排出从地基土流人的水量，这种砂井导水能力的有限性可称之为井阻。考虑涂抹和井阻作用的计算方法很多，有的方法可估算扰动土层的范围和渗透系数，以及塑料排水带的渗透系数，然而，这些量的确定仍然是困难的。这里不再介绍有关的计算方法，仅引用《建筑地基处理技术规范》中的规定：对长径比较大和井料渗透系数小的袋装砂井或塑料排水带，应考虑井阻作用，当采用挤土方式施工时，尚应考虑土的涂抹和扰动影响。考虑的方法是将理想条件下计算得到的平均固结度乘以0.80～0.95的折减系数。
用以上介绍的方法进行软土地基的排水固结计算一般已能满足工程设计的要求。在设计中还可针对实际情况进一步考虑其他因素(如分级加载，井深不穿过软土层，或地基土强度等)的影响，这里不再作进一步介绍，如有需要可参考有关文献。
第三节 隔离功能
一、隔离作用
隔离是指在两种物理力学性质不同的材料之间铺设土工合成材料，使它们不互相混杂。例如将碎石和细粒土隔离，软土和填土之间隔离等等。隔离可以为工程带来许多预期的良好效应，举简例说明如下：
(1) 通过隔离层，引起应力扩散作用，使地基土的沉降量得到一定程度的均化。
(2) 隔离提供排水面，加速地基土固结，使承载力提高。
(3) 隔离层起整体性作用，可使要求的地基粗粒料支持层的厚度减少，节约建筑材料。
(4) 地基中有部分软弱区域，或有小范围洞穴，铺隔离层有架桥作用，以掩盖和减弱洞穴区或软弱区的影响。
(5) 在地下水位较高的地基中，隔离层可以切断毛细水上升，防止盐碱化，或减弱冻胀。
(6) 道路基床中，隔离是防治翻浆冒泥的有效措施。
(7) 隔离层还起一定的保温作用。
前面已经谈过，一种土工合成材料常具有多种功能。利用它作为隔离层，更能说明这一特征，在水利工程中，经常遇到的是水流从土体中通过，有时要穿越颗粒粗细不同的土层，或从土体中流出。因此，应用于隔离的材料除要求有一定的强度外，还需要有足够的透水性，让水流畅通，避免引起过高的孔隙水压力；有足够的保土性，防止形成土骨架的土粒流失，保证土体稳定性；堤坝坡防护层下的土工织物垫层要保护垫层下的土体不被冲刷带走，实际上也起到隔离作用。由此看来，隔离功能往往不是单独存在的，它常与排水、反滤，甚至防护功能连系在一起，难以截然分开。
本节中所述的隔离作用主要侧重于那种用于持力层，因而对材料的抗顶破和刺破能力特别需要关注。
二、材料及其应用举例
用于隔离的土工合成材料应以它们在工程中的用途来确定。应用最多的是有纺和无纺土工织物。如果对材料的强度要求较高，有时还要求以土工网或土工格栅作为材料的垫层。当要求隔离防渗时，则需要土工膜或复合土工膜。
水利工程中要求隔离的实例很多，兹举典型的如下：
(1) 堤坝粘土心墙和斜墙上下游的过滤层。
(2) 堤坝排水体与坝体的隔离层。
(3) 岸坡防护层下的垫层以及地基上填筑粗粒料时的界面隔离层等。
为了重点阐明隔离层的受力状态，可以图2-7作示意性解释。图2-7(a)为在粗粒土上覆盖细粒土，并有荷载作用；图2-7(b)与图2-7(a)相反，为在细粒土上填筑粗粒土；图2-7(c)则既有粗、细粒土的相邻，又有渗流运动；图2-7(d)则是在两种不同界面处有孔穴存在。在这几种情况中，明显看出，在标有号码“1”处，隔离材料在粗粒土的孔隙部位或两种材料界面的孔穴部位将受到来自受压软土的挤顶作用，为此，要求隔离材料必须有足够的抗顶破能力；在标有号码“2”处，隔离材料则将受到由粗土粒棱角施加的穿刺力，故隔离材料还应有抵抗刺破的能力。
三、工程设计要点
设计及验算的内容应根据隔离层预计的工作条件来确定：
(一) 非持力层情况
隔离层不要求承受施工应力以外的较大荷载，不需要按受力部件来考虑，则按本节中“反滤”和“排水”两段所述要求来选择隔离材料即可。
(二) 持力层情况
如图2-7所示情况，受上覆荷载作用，隔离材料有抵抗顶破和刺破的要求，则除满足反滤和排水准则，还需要对其进行力学分析。由于力学分析与Mullen胀破试验及CBR顶破试验紧密相连，因此有必要在这里先简单介绍这两种试验的情况。
1.胀破和顶破试验
(1)Mullen胀破试验。这个试验是为了模拟土工织物铺在凹凸不平的层面上受到挤压，评价其强度而设计的。所用仪器如图2-8。环形夹具中间为一可扩散的薄膜(加筋的人造橡胶)。试验时将土工织物试样覆盖在薄膜上，用环形夹具将其夹紧，然后开动机器加液压，使薄膜连同土工织物同时鼓胀，直到织物被胀裂，将胀破压力扣除使薄膜扩张至胀裂状态所需的压力称胀破强度或顶破强度。
(2)CBR顶破试验。这个试验是为模拟粗粒石料对土工织物的顶压作用，评价其强度而设计的。试验所用CBR试验仪如图2-9。试验方法是将土工织物试样紧夹在图2-8(a)的环形夹具中，然后用图2-8(b)中直径为50mm的CBR仪的圆柱顶压杆在织物平面垂直向以一定速率顶向织物，直至试样被顶破，顶破过程中的最大顶压力称顶破强度或刺破强度。
2.力学分析
故用作隔离的土工织物的Mullen试验的顶破强度应不小于按式(2-13)算得的数值。
有的学者建议dc取值如下：
带棱角颗粒dc＝（1/4）d50
圆钝颗粒 dc＝（1/2）d50
故用作隔离的土工织物的刺破强度应不小于按式(2-14)算得的数值。
第四节 防渗功能
一、防治作用及其应用举例
防渗是防止流体渗透流失的作用，也包括防止气体的挥发扩散。日常生活中要求防渗的事例很多，水利工程中要修建大量的挡水蓄水、引水和输水等建筑物，更有防渗、防漏的要求。在水利工程中常见的防渗工程可列举如下。
(1) 堤坝的防渗斜墙或心墙。
(2) 透水地基上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、海漫与护坦的防渗。
(6) 隧道和堤坝内埋管的防渗。
(7) 施工围堰的防渗。
图2-11是一些防渗结构的示意。
以往的防渗材料大多为透水性低的粘土、沥青油毛毡和各种涂料，它们的用量大，施工复杂，还往往出现干裂等质量事故。土工合成材料为防渗材料增加了一种极有前途的品种，国内外的使用经验证明，土工膜用于防渗效果很好，质量轻，运输方便，施工简单，造价不高，只要使用得当，在绝大多数情况下，完全可以替代传统的防渗材料。但是，为了保证土工膜发挥其应有的防渗作用，应该注意一些关键性问题。
(1)土工膜材质。土工膜的原材料有多种，应该根据当地的气候条件等进行适当选择。例如在寒冷地带，应考虑土工膜在低温下会不会变脆破坏，是否会影响焊接质量；土质和水质中的某些化学成分会不会给膜材或粘结剂带来不良作用等。
(2)排水、排气问题。铺设土工膜后，由于种种原因，膜下有可能积气、积水，如不将它们排走，可能因受顶托而破坏。
(3)表面防护。聚合物制成的土工膜容易因日光紫外线照射而降解或破坏，故在储存、运输和施工等各个环节，都必须时时注意封盖遮阳，特别是在施工过程中，应尽量缩短其外露时间，原则上应随铺随用土覆盖。
二、防渗结构
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，要求按一定的结构形式铺设。原则上防渗结构应包括5层，如图2-12。
1.防护层
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、风化浸蚀、冰冻破坏和遮蔽日光紫外线而设置。该层由透水的堆石、砌石或预制混凝土板构成，要求有一定厚度。
2.上垫层
上垫层是防护层和下卧土工膜之间的过渡层，由于防护层多是大块粗糙材料，如果直接置于土工膜上，很容易破坏土工膜，如果防护层的块体有移动，更会伤害膜材，因此上垫层必须做好。上垫层可以采用透水性良好的砂砾料，厚度应不小于10cm，根据具体情况，有时也可采用无砂混凝土或沥青砂浆等；如果防渗材料采用的是复合土工膜，则膜两侧的非织造土工织物可以起保护膜的作用，不必另设垫层。
3.土工膜
土工膜是防渗主体，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，可通过理论计算或工程经验来确定。
单一土工膜表面光滑，摩擦系数小，铺在坡面上要考虑下滑的可能性。为此，在可能条件下，一般要求采用复合土工膜，其表面的非织造土工织物与土的摩擦系数要比单膜的大得多；另外，也有地方将单膜加上纹路以增加糙度；再有则是从铺设方式上着眼，例如按锯齿形、台阶形铺设，或在坡面上设戗台等(图2-13)。
4.下垫层
下垫层铺在土工膜的下面，有双重功能：一是排除膜下的积水、积气，确保膜的稳定；二是保护土工膜，使其不受支持层的破坏。
对于粗粒的堆石坝，下垫层也可起堆石与土工膜之间过渡层的作用，这时的下垫层由砾石、细砾和砂构成，三者之间的粒径应符合一定的层间关系。如果采用的是非织造土工织物复合膜，而且是用于碾压式土坝，则下垫层一般可以省去，因为非织造土工织物已经可以起到保护和排水排气作用，而且又增加了与土工膜的摩擦力。
下垫层对土工膜起支持层的重要作用。如果土工膜直接放在粗粒料上，在水压力作用下，它会被压进粗粒的大孔隙中，而被拉破。相反，如果膜下为平整硬层或细粒土料，则情况就会不同了。前人的试验研究证明，0.25mm厚的聚乙烯土工膜铺在级配良好的砂卵石层上，作用水头甚至达到200m，土工膜也没有破坏，这表明膜下垫层的状态对膜的安全至关重要。
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。除上述的下垫层外，支持层还可采用级配良好的压实土层，粒径应根据膜厚来选择。有学者建议，对于0.2mm厚的土工膜，支持层的最大粒径应不大于6mm，不均匀系数应不小于20。
如果是碾压式土石坝，由于其坝面平整，又有较大密实度，可以不专门设置支持层。
三、设计要点
(一) 堤坝的防渗
土工膜仅是土石坝的一个组成部分，其总体布置、设置范围与高程等应遵循SDJ218—84《碾压式土石坝设计规范》的规定。针对土工膜的核算有两方面。
1.稳定性验算
心墙土工膜不存在滑动失稳问题，对于斜墙稳定目前主要验算两种失稳情况。
(1) 土工膜以上的防护层、上垫层连同膜本身沿下垫层或支持层面的滑动。这种情况一般不致发生，因为膜上端要求固定于坝顶，加之膜下下垫层要求透水，不致产生过高的孔隙水压力使接触面强度降低。这种形式的破坏可不考虑。
(2) 土工膜以上防护层和上垫层沿土工膜表面的滑动。这种情况的抗滑稳定验算一般采用土力学中的极限平衡法。由于土坡有不同工况，验算需要按正常运行(即水位保持不变，堤坝内有稳定渗流和非常情况(通常指外水位由某水位快速下降到某一低水位)进行。对于非常情况，还有上垫层材料是透水和不透水之分，后一情况是当该层与膜的交界面处存在过高的孔隙水压力，使强度显著下降造成的，这是验算中的一种最危险的控制工况。
2.土工膜下的排水能力的验算
前面已经提及，堤坝坡面铺土工膜后，其下仍将会有一定的渗流量，应该及时充分排除，以避免孔隙水压力的产生。但是，对此迄今还没有较好的估算方法，最好是采取防预措施较为稳妥。例如采用非织造土工织物复合土工膜，通过织物排水，就是一种方便途径。若预计来水量较大，则不妨用较厚的织物复合，甚至在膜下再铺薄砂层。
以上两种验算的具体方法可以参考有关规范。
(二) 堤坝前的水平防渗铺盖
土石堤坝建在透水地基上，当地基厚度过大，采用其他方式防止地基渗流不经济或不可能时，可采用铺盖防渗。它是将透水性小的材料水平铺设在堤坝上游的一段长度内，并与堤身或坝身的防渗体系相连接，以增加渗流路径，减小渗透坡降，防止地基渗透变形并减少渗流量。一般用于铺盖材料的渗透系数至少应比地基的透水性小100倍，故以往常用的材料为粘性土。土工膜比粘土的透水性还要小，具有极大的柔性，能和地面密切贴合，而且施工相当方便，只要正确应用，就能收到良好的效果。
土工膜铺盖设计与粘土铺盖的基本相同，主要是根据透水地基的厚度、地层土渗透系数、坝前水深和地层土容许的渗透坡降等指标，通过水力学计算来确定垂直于堤坝轴线的合理长度。
根据规范，土工膜所需厚度应按作用水头，地层中可能存在裂隙的形状与大小，以及膜材的抗拉强度和破坏应变等，借薄膜理论来估算，根据经验，对于中水头堤坝，要求厚度一般为0.5～0.6mm。土工膜铺盖长度也应按计算确定，不过，大量的工程经验表明，长度取为坝前水深的5倍左右即可，太长了效果不大。
应指出：①土工膜下应该设反滤层，以防止铺盖万一穿孔时造成地层土流失，采用非织造土工织物的复合土工膜可以同时满足运行需要。②大面积铺盖下很可能会积水、积气，应根据具体情况设排放措施，将它们排除，例如在膜下建纵横排放沟或采用专门的排放设备(如逆止阀)。③注意铺盖和堤坝防渗体、与其连接的结构物以及岸坡的有效连接，以形成完整的封闭防渗系统。
与建铺盖类似，土工膜也可用于库区防渗。使用时，将其妥善地铺在需要堵漏的部位。
(三) 地基垂直防渗墙
垂直防渗墙是在透水地基内造孔或挖槽，以透水性极低的材料填入建成的连续墙。我国堤坝中以往常用的混凝土防渗墙厚度为0.6～1.3m，目前在堤防工程中的墙厚已减至0.3m，甚至更薄。建造这样的防渗墙，除需要造孔设备外，还要有浇注混凝土的专用机具，施工比较复杂。我国现在已经用土工膜完成多处垂直防渗墙工程。
修建防渗墙的土工合成材料可以采用土工膜、复合土工膜或防水塑料板。国外采用打钢板桩的技术和设备来插入高密度聚乙烯板，板的两侧附有锁口，用以将两块板连接在一起。锁口中的间隙则放人密封条，遇水后密封条膨胀，充满间隙，可以做到基本不漏水。安装时由震动打桩机实施，板前端有一铁靴，保护膜板的插入，深度可达40m。若采用插入土工膜，则膜厚度应不小于0.5mm。在目前技术条件下，插入深度可以达到约15m，要求地基土中大于5cm的粗颗粒不多于10％，最大颗粒粒径不大于15cm，否则将超出开槽宽度。
造墙的基本步骤是：首先用高压水冲，或链斗或液压式锯槽机开槽，以泥浆护槽壁，将与槽深相当的整卷土工膜铺入槽内，倒转轴卷，使土工膜展开，相邻两幅之间用搭接的方式连接；及时进行膜两侧的填土，并在槽底回填粘土，厚度不少于1m，目的是密封，以防止水从下部绕渗；接着填一般土，待其下沉稳定后，往槽内继续填土压实；最后待土工膜出槽后，立即将其与建筑物连接，不得外露。应当注意在与建筑物连接处土工膜应留有足够的富裕，以防建筑物变形时拉断土工膜。
第五节 防护功能
一、防护作用及其应用举例
防护作用具有广泛的涵义。为了消减自然现象、环境影响和人类活动对堤坡和岸坡造成的危害，常要采取适当的防护措施。岸坡防护包括河岸、湖岸、海岸等的防水流冲刷，波浪冲击等，这类防护措施古已有之，有许多迄今仍在继续采用。传统的防护办法有利用埽枕、柴排、石笼、抛石保护岸坡或打护坡桩等。它们虽然也能起到护坡的良好作用，但耐久性较差，常要不断维修。根本的弱点，是它们放在被保护土面上，不具有反滤功能，受水流冲蚀和潮浪淘刷抽吸的作用，被保护土颗粒容易被水流带走，导致剥蚀和坍塌。
土工合成材料的发展，为上述岸坡防护提供了新的途径，简单地说，只要在被保护士面上覆一层有良好反滤性能的土工织物，压上一定盖重，即能有效地保护岸坡不受水流和波浪等的破坏。
不仅如此，土工织物质轻、耐腐、有柔性、整体性强、价廉、施工简便，它们在防护工程中的推广应用正在迅速发展。其实，这类材料不只有抗水流的能力，它们的产品之一——泡沫塑料板(聚苯乙烯EPS)在岩土工程中还被用于防止土体冻胀。
水利工程中利用土工合成材料的常见防护工程有：
(1)江河湖海岸坡防护。
(2)水库岸坡防护。
(3)水道护底和水下防护。
(4)渠道和水池护坡。
(5)水闸护底。
(6)岸坡防冲植被。
(7)水闸、挡墙等防冻胀措施等。
土工合成材料用于防护的范围很广，本节仅介绍利用软体排、模袋和三维植被土工网作岸坡防护，利用土袋、土枕及土工管筑堤坝护坡等，其他利用可举一反三。
二、防护制品
防护用的土工织物应符合反滤准则和具有一定的强度。由于要受到往复双向水流作用，对织物应有更高的反滤要求，故应符合式(2-1)，同时强度也应符合第一节“五”中的规定。为满足防护的各种特殊需要，应先将土工合成材料预制成符合一定需要的制品。举例说明如下。
1.土袋、土枕
土袋、土枕是以织造型(有纺)土工织物缝制成的管袋形制品。土袋尺寸较小，类似于一般草袋，充填土料后成为块状土体，可用于堵塞洞坑，建筑堤坝，或作为压载。土枕是尺寸较大的长土袋，直径可达0.4～ 1m，长度可达数米或更长，一般沿长度每隔0.5m要绕一道横箍，它们既能作筑堤坝的填充体，又可作为压重。
2.软体排
软体排是用织造型土工织物缝制成的大片排布，分单片和双片两种，单片排四周边和中间缝上纵横绳网，既加强排体，又可作为定位索之用，排上加压重块，保证其稳定；双片排由双层土工织物缝制成，其中还缝有管袋，供充填土料，形成自身压重，它也需缝上纵横绳网。软体排应用时，排体铺在需要防护的部位，再加上足够压重，即可防止土体被冲刷。
3.土工模袋
前面已对土工模袋作了简单介绍，是由两层编织型土工织物缝成的四周封闭的袋体，放于被保护岸坡上，并往其中浇注混凝土或砂浆，凝固成硬块体护坡。模袋由工厂预制，有不同厚度、不同规格。此外，还有在现场缝制成的简易模袋。
4.泡沫塑料板块
泡沫塑料板块是由聚苯乙烯块锯成的薄板，其导热系数为土的1/3～1/4，具有保温性，放于混凝土板护面或土面上，可达到防止土体冻害的目的。
三、设计原则
(一) 软体排护坡与护底
1.排体布置
软体排布置于可能受冲刷破坏的部位，它的铺设范围及高程等应遵从《堤防工程设计规范》GB50286—98的规定。
排体顺水流方向的尺寸为排宽，垂直水流方向的尺寸为排长。枯水位以上为水上部分，以下为水下部分。排体水上部分长度为坡面长和挂排所需长度之和；水下部分长度由与水上部分衔接段长度、水下坡面长度(其中应包括排体褶皱和收缩长度)以及因坡底可能发生冲刷需要预留的长度三部分组成。水上部分与水下部分长度之和为要求的排长。排宽应为待保护区的宽度、相邻排块搭接所需宽度和考虑排体收缩需预留的宽度之和。相邻两块排的搭接宽度一般为0.5m，上游排块盖在下游排块上。
2.排体稳定性
排体应始终处于稳定状态，故应进行排体的抗飘浮、抗沿坡面下滑和要求压载的验算，要求的压载可参考规范，或参考图2-14。当水流流速不大于3m/s时，压载可为1kPa。
为确保排体稳定，要求排体在坡顶和坡底给予锚固，底部为防止冲刷，锚固可采取沟埋方式。坡底防冲非常重要，应根据具体条件做成有效的防冲结构，图2-15是几种参考形式。
(二) 土工模袋护坡
1.选型
模袋有多种形式，应根据现场地形、工程类型和重要性以及水流条件等综合因素选型。按工程类别选择时，可参考表2-1。
2.模袋稳定性
一般情况下，模袋稳定性按其在斜坡上的抗滑安全系数Fs来评价(图2-16)
为了改善模袋稳定性，可以补充采取一些抗滑措施，参考图2-17。
另外，模袋底部的渗水应及时排除，如果模袋排渗能力不足，可以在模袋浇注后1小时，在袋内插排水管，如图2-18。
(三) 三维植被网植草护坡
1.护坡机理
植被网是一种类似于丝瓜瓤状的植草土工网垫，以加入炭黑的尼龙丝加工制成。丝与丝的交叉点熔合粘接，相互缠绕，质地蓬松，孔隙率在90％以上，在其孔隙中可填加土料和草种。植草穿过网垫生长后，其根系深入土中，植物、网垫、根系与土合为一体，形成牢固密贴于坡面的表皮，可有效地防止坡土被暴雨径流或水流冲刷破坏。
以往植被网垫应用于无水或背水坡，目前国外已用于河道迎水坡防护，在有水流条件下，植被起良好的消能作用，促进落淤。有报导说，在水流较深情况下，它甚至能抗御高达6m/s的短期流速，对历时两天的水流，也能经受4m/s的流速，这种植被可使流速显著降低。
2.设计要点
植被护坡设计主要包括判别采用植被的必要性；确定铺设范围；草种选择。
(1) 植被必要性。坡上受冲刷破坏的程度与土类密切相关。另外对于水上坡，要不要防护，决定于降雨强度；对于水下坡，则要看水流流速的大小。植被必要性判别，对于水上坡和水下坡可分别参考图2-19和图2-20。
(2) 铺设范围。植被应遍及要求防护的部位，在高程上，水上坡应铺到坡顶，再横向延伸不少于0.5m；水下坡下端应至低水位以下1m(斜坡长)，上端应达高水位以上0.5m(斜长)。
(3) 草种选择。各地气温、降水和土质条件等差别很大，应根据当地大体情况，遵循几项基本原则来选择草种：适应当地环境，如耐寒、耐旱、耐涝等；适应土质条件，如耐盐、耐碱，耐酸等；生长期快，根系发育且长；价格经济等。
(四) 土袋、土枕筑堤坝
1.堤坝形式
土袋、土枕筑堤坝可以采取不同的形式，归纳起来可分为两类：①全断面式，即整个堤坝体均由充填土料的袋或枕堆成，其底部铺设透水织造土工织物垫层，坡面设置防护层。②土心填筑式，即堤坝中心部分为填土，两侧外坡用袋、枕堆筑，或填土后外部用土工织物整体包裹，如图2-21(a)，或填土即是逐层包裹而成，它们的底部及背部为土枕，如图2-21(b)。
2.设计要点
(1) 制作枕、袋采用织造土工织物，它们应符合反滤准则，且能承受施工应力，其单位面积质量应不低于130g/m2，抗拉强度应不小于18kN/m。
(2) 为了保证袋、枕的稳定性，它们的尺寸应符合以下条件：
上式中的L、B、H、分别为填土后袋枕的长度、宽度和高度。土料充盈系数应不小于80％，但也不宜过大，填土应压实到规定密度。
(3) 堤坝稳定性可按传统的圆弧滑动法验算。
(4)堤坝外坡都必须作好保护层，例如块石或模袋混凝土护面等。
第六节 加筋功能
一、加筋作用
土体一般具有一定的抗压强度，但抗剪强度很低。设想有一块自由土体，即其侧面上全无约束，在其顶面上施加压力，则在不大的压力下，土体即将被压坏。如果同样的一块土被放进一个刚性盒中，即其侧面受到完全约束，不可能有横向扩张，则在其顶面上加压，压力虽然达到很大值，土块也不会被压坏。这个现象阐明了一个简单的道理：土体受压时，其破坏与否与土的侧向变形大小有关，允许的侧向变形愈小，它能承受的压力将愈高，所以，要提高土的承受能力，可以从设法减小其侧向扩张着手。
加筋土正是利用了这一原理。在土体中的一定部位铺设水平方向的加筋材料，将土压实后，土与加筋材密切结合成一复合土体(加筋土)，当在复合土体的表面施加荷载，由于加筋材与周围土之间有较大的摩阻力(有时尚有咬合力)，限制了土的侧向变形，相当于在土体侧面上施加了约束力。从上面的道理可知，这种复合土体的承压能力理所当然地得到提高。
以往人们只是从概念上懂得这个道理，一直到了本世纪的60年代，法国工程师维德尔才从理论上建立了一套加筋土的设计方法，最初采用的加筋材料是金属条带，到70年代后期，金属材料才逐渐被土工合成材料所取代。
二、加筋材料和加筋土应用
(一) 加筋材料
加筋土中的加筋材料通常采用织造土工织物、土工带和土工格栅等，只有当对强度和变形要求不高时，才采用非织造土工织物。
从以上的加筋原理得知，加筋在于最大限度地限制受压土体的侧向变形，而限制要靠土体中的筋材与周围土的相互作用，为此，要求筋材与土之间应结合好，亦即两者之间应有较高的界面强度(摩擦力与咬合力大)。此外，加筋材料的蠕变性应较低。蠕变性指材料受不变的拉力下，长度不断伸长的现象。蠕变使筋材承受拉力的能力不断下降。因此，在目前的加筋材料中，土工格栅的蠕变性较低，是较为理想的加筋材料。
(二) 加筋土应用
加筋土主要用于三个方面，形成三种类型的加筋土结构。
1.软土地基加固
软土地基上建堤坝的困难在于土的抗剪强度低，承载力不足，压缩性过高。传统的方法是将填筑速度放得极慢，以待在增加的荷载下软土固结，强度增加；或采取分期填筑方法；或在堤坝两侧，将填土延伸一定距离，形成戗台或反压马道，以平衡部分促进滑动的滑动力矩等等。这样，工期会拖得很长，费用高，有时填筑高度仍受到一定限制。而若在填筑之前，先在场地上预铺一层织造土工织物或土工格栅，对地基进行加固，可以较好解决这一难题。
2.堤坝边坡加筋
堤坝如果将边坡做陡，不仅能减少填土方量，还可节约用地，是一举两得的好事。如果地基的承载力较高，堤坝不致因坡度过陡而破坏，这时采用土工织物加筋陡坡即可达到此目的。
3.加筋土挡墙
它可以代替混凝土重力式挡墙。其最大优点是对地基的要求比重力式挡墙要低，抗震性较好。
这三种加筋土结构各有其不同的设计方法，下面分别作介绍。
三、加筋土设计要求
(一) 软土地基加固
1.筋材及其布置
地基加固用的筋材可为织造土工织物或土工格栅，使用时将它水平铺放在软基面上，两端包折，如果土很软，可以先铺层薄砂，再铺加筋材，如图2-22(a)。如果一层筋材强度仍不足，可在第一层筋材上填约0.5～1.0m厚度土层(最好是透水料)，再铺第二层筋材，两层筋材在端部连接起来。
2.稳定性验算
根据软土层分布情况不同，稳定性验算分为两种：深层滑动和平面滑动。
(1)深层滑动。当软土层较厚，土坡失稳可能是沿某一圆弧面滑动的，如图2-22(b)。深层抗滑稳定一般采用传统的圆弧条分法校核，在没有加筋前，可以通过试算求得堤坝土坡的最小安全系数Fs1如下：
注意：在采用一层以上加筋材料时，每二层间应铺一定厚度的土料（最好是透水砂料）。
(2) 平面滑动。当软土层较薄，其下为硬层，则上述滑动圆弧不易切入下卧硬层，因而可能产生浅层的平面滑动。浅层滑动可能有三种形式，如图2-23。①土坡的一部分沿加筋材的顶面滑动，如图2-23（a）；②土坡的一部分连同部分软土沿下卧硬层的顶面滑动，如图2-23（b）；③加筋材底面与下卧顶面间的部分软土被挤出，如图2-23（c）。三种形式中给出最小安全系数的一种是最可能发生滑动的情况。
平面滑动验算采用一般的极限平衡法求取安全系数，这种方法已为广大土工工作者所熟悉，不再赘述。
注意：计算中应保证加筋材料不被拉断，才能发挥加筋作用。并且根据经验，要求加筋材顶面的摩阻力的大小不能超过加筋材料在下列应变时的抗拉力
对压实粘土，ε=5.0%～10%；
对无粘性土和少粘性土，ε≤2%。
（二）堤坝加筋
1.筋材及其布置
加筋材可采用与软土地基方式示意图如图2-24。筋材水平向铺设，其长度和沿堤坝高度要求的垂直间距应根据试算来确定。
2.稳定性验算
稳定性验算的目的有二：①确定加筋要求的范围，即水平向不同高程上加筋需要的长度；②求得为使加筋后土坡的稳定性达到规定的安全系数Fsr，需要加筋材提供的加筋力Ts。
(1)加筋范围的确定。针对要求加筋的土坡，用传统的稳定分析圆弧滑动法，对不同滑动圆心和半径的圆弧逐一求其安全系数，可以得到许多个Fsu，将这些圆弧画在同一张纸上，勾划出Fsu≈Fsr的那些圆的外包线，如图2-25中所示的实线，该线包围的区域即是需要加筋的范围。
(2)需要的加筋力。为将土坡的安全系数从Fsu提高到Fsr，可以将滑动土坡视为一个整体，先求出所需的总加筋力Ts，假设它作用位置在坡高的1/3处，如图2-26。为此，针对上述的许多试算滑动圆的每一个，按下式算出对应的Ts：
(3)加筋力的分配。求得的Tsmax需要分配到沿坡高的各个高程上去。建议对低于6m的土坡可以均匀分配，两层间的垂直间距一般不宜大于0.6m。当坡高大于6m，则建议按以下比例分配。
按二区分：底区Ts=（3/4）Tsmax；顶区Ts=（1/4）Tsmax
按三区分：底、中、顶各为（1/2）Tsmax、（1/3）Tsmax和（1/6）Tsmax
(4)强度验算和抗拔验算。按以上方法分配后的筋材还应该满足两方面的要求：①每层加筋材不得因受拉力过大而断裂，并有一定的安全系数，所以加筋材拉力不应超过其许可抗拉强度；②每层筋材不得因所受拉力过大而被拔出，因此，超出滑弧的筋材要有足够长度，以提供充分的握裹力，且具有所需的安全系数。
(三) 加筋土档墙构造
加筋土挡墙有四个基本组成部分，即：加筋材料、填土、墙面板和墙面板基础，如图2-27加筋材是织造土工织物、加筋带或土工格栅；墙面板大多为预制混凝土整体板或板块，一般不作受力杆件处理，仅供表面防护和装饰之用；填土最好是透水材料，若必须采用不透水材料填充时，应做好排水通道，以及时将进入填土内的水排走；墙面板基础一般为预制混凝土构件。
1.挡墙的初设断面
挡墙的设计方法，一般是先假设一个计算断面，再进行外部整体性稳定验算，然后再进行内部筋材的稳定性校核。初设断面即是要假设水平铺设的加筋材长度，各层垂直间距一般可初取0.4～0.5m。 ?
根据经验，初设加筋材长度可为墙高的0.7倍，如果墙后填土为斜坡或填土面还有超荷载作用，可设为墙高的0.8倍。
2.外部稳定性验算
将加筋材范围内的土体连同墙面板视为一个刚性的整体，与重力式挡墙类似，进行以下各项验算：整个墙体沿其底面的抗平面滑动稳定性；抗深层圆弧滑动稳定性；抗绕墙趾转动的倾覆稳定性和墙基的承载力验算。以上各项安全系数都应该达到规定的数值。
3.内部稳定性验算
(1)加筋材的拉力。加筋土挡墙分为两种基本类型：①柔性筋式挡墙。加筋材的强度低，延伸率高，即材料的抗拉模量低，如织造土工织物即属此类。②刚性筋式挡墙。加筋材的强度高，延伸率低，即材料的抗拉模量高，加筋带或土工格栅属此类。两类墙的设计方法基本一致，不同之处在于材料模量不同，其变形有异，造成土中应力分布有一定差异，即用于确定土中加筋材拉力的土压力分布图形不一样。
对于柔性筋式挡墙，每根筋条分配的拉力对应于朗肯土压力分布图中相应的土压力部分，如图2-28中第i条筋材中的拉力应等于图2-28(b)中阴影部分的土压力，假设等于Ti，图中的γ和Ka分别为填土容重和主动土压力系数。若是刚性筋式挡墙，其土压力分布图略有不同，而确定加筋材拉力的方法却完全一致。
(2)加筋材的强度验算。为了墙的稳定，每一层加筋材的拉力都必须满足以下条件：
(3)加筋材的抗拔验算。每一层加筋材的拉力还要求不超过其端部段(超出滑动面以外的加筋材长度)埋在土内发挥的握裹力。握裹力系由该端部段上下面与土产生的摩阻力所提供。
所以这一验算实际上是校核端部段埋藏的加筋材长度Lc是否足够，因为摩阻力的大小是与埋长有关的。
4.加筋材长度
加筋材全长度由两个部分组成：填土破坏面以内长度La和以外的埋藏长度Le。如果加筋材是织造土工织物，一般在其靠面板的一端要将织物折回，包裹土体如图2-27(b)，包裹长度为Lω，所以加筋材全长应为：
（未完待续）
