【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及土工布的，尤其涉及一种自修复经编间隔高强土工布及制备方法，可用于快速生产一种多层加筋类型的土工布，可用于对海堤、河堤等处于水环境中的边坡工程进行防护、反滤，同时利用生物固化技术对工程构筑物进行生物加固。
技术介绍
1、土工布被广泛应用于岸堤、基坑、道路等多种工程中，发挥着防护、加筋、隔离等重要的作用。在海堤、河堤等处于水环境中的岸堤工程中，土工布的工程作用除一般的加固防护外，还有过滤(反滤)作用，使液体(如海水、地下水等)能够透过土工布的孔隙，但保持土颗粒不流失。
2、随着建设工程不断发展，处于水环境中的边坡工程因复杂的化学、生物环境，往往需要机械强度更高、使用寿命更长且具有自修复能力的土工布，用以对工程进行更好地加筋防护，并且能够利用生物固化过程完成构筑物的自行加固强化，以实现更加长久的使用。但现有的一般土工布无法满足上述要求，具有以下不足：1、机械强度较差，特别是抗压强度较差，在局部受力集中或较大的情况下易出现破洞、撕裂等危害现象；2、使用寿命不足，对高寿命和环境耐受性良好的成分使用较少；3、缺少自修复能力，无法在使用过程中自行进一步加固工程构筑物，导致后期的维护困难；4、反滤功能有限，对土颗粒的保护能力有限等。
3、因此，为满足日益增长的施工要求，针对一般土工布机械强度不足、使用寿命较低、无自修复能力等问题，急需一种高强度、高寿命并且能够实现自修复的新型土工布。
技术实现思路
1、(一)要解决的技术问题
2、本专利技术要解决的
3、(二)技术方案
4、本专利技术解决上述技术问题所采用的方案是一种自修复经编间隔高强土工布，包括自修复经编间隔高强土工布，所述自修复经编间隔高强土工布由自下而上依次布置的面层经编高强土工布、间隔纱层和面层经编高强土工布组成；
5、所述面层经编高强土工布以高强合成纤维为原材料；
6、所述间隔纱层以包芯纱作为间隔纱纤维，连接上下两个面层经编高强土工布；所述包芯纱由内部的高强芯纱纤维和外部的生物纤维外包层组成。
7、在一些实施例中，所述面层经编高强土工布的高强合成纤维以及间隔纱层的高强芯纱纤维采用丙纶长丝纤维，其抗拉强度约为1000-1500mpa，在岸堤边坡等应用环境中埋置的使用寿命至少50年，而大多数土工布所采用的聚酯纤维、聚酰胺纤维和聚丙烯短丝纤维等的抗拉强度通常在500-800mpa之间，使用寿命小于30年，因此，自修复经编间隔高强土工布的抗拉强度和使用寿命相较于一般土工布实现了大幅度提升；
8、所述间隔纱层的包芯纱的生物纤维外包层所采用的原材料为动物毛皮纤维和植物茎叶纤维，且两者按照1:1混合；动物毛皮纤维主要由家禽羽毛和家畜毛皮加工而成，植物茎叶纤维主要由玉米、小麦等农作物的秸秆纤维加工而成；该生物纤维逐渐分解可长期为微生物的固化作用提供氮肥和碳源。
9、采用上述方案，所述面层经编高强土工布和所述间隔纱层的高强芯纱纤维为自修复经编间隔高强土工布提供了机械强度和使用寿命；所述间隔纱层的生物纤维外包层携带生物固化所需物质，起到对自修复经编间隔高强土工布两侧的填土、灌砌块石等土工构筑物加固的作用；所述间隔纱层的立体交织结构使得自修复经编间隔高强土工布具有良好的过滤、反滤功能。
10、在一些实施例中，所述自修复经编间隔高强土工布的外表面覆盖有一层聚乙烯醇水溶性缓释薄膜，且厚度约1mm。
11、采用上述方案，所述聚乙烯醇水溶性缓释薄膜的设置，可以在自修复经编间隔高强土工布应用于海堤、河堤等处于水环境中的边坡工程的施工期内防止水流冲刷导致土工布上的生物固化物质流失。
12、在一些实施例中，所述面层经编高强土工布的纤维和所述间隔纱层的纤维通过拉舍尔双针床经编机编织在一起，整体成型。
13、在一些实施例中，所述面层经编高强土工布的纤维在经编时以经、纬向衬入的方式编织，相互交织形成正方形网格结构，且网格结构的的中心孔隙均匀且尺寸保持一致；所述间隔纱层的间隔纱纤维在编织成间隔结构时采用“x”型交叉方式，最终形成的间隔纱层的厚度为10mm；可以保证间隔纱层在平面内有较好的抗侧移能力。
14、在一些实施例中，所述间隔纱层中的包芯纱以生物纤维外包层通过加捻工艺包裹在高强芯纱纤维的外部复合而成。
15、在一些实施例中，所述间隔纱层的包芯纱中，高强芯纱纤维的直径不小于面层经编高强土工布的纤维直径的80％，可以保证在土工布使用后期生物纤维外包层不断损耗的情况下，间隔纱层仍保持足够的机械强度；而生物纤维外包层的材料用量以横截面积计算，占整个包芯纱横截面积的30％-40％。
16、本专利技术解决上述技术问题所采用的方案是一种自修复经编间隔高强土工布的制备方法，包括以下步骤：
17、(ⅰ)制备间隔纱层的包芯纱；以高强合成纤维长丝为芯纱，铺放在细纱机的粗纱架上排；将动物毛皮纤维、植物茎叶纤维等制成生物纤维短丝，铺放在粗纱架下排；以生物纤维短丝外包在芯纱的外部，经加捻工艺纺制成包芯纱；
18、(ⅱ)将高强合成纤维和包芯纱引入拉舍尔双针床经编机，在经编形成两个面层经编高强土工布的同时，包芯纱也捆绑面层经编高强土工布的纤维，将两个面层连接起来并形成间隔纱层；可灵活调节两针床之间的间距，从而控制土工布的编织厚度；
19、(ⅲ)配制巴氏芽孢杆菌、尿素和氯化钙的混合溶液，将缝制完成的自修复经编间隔高强土工布浸没于混合溶液中一段时间，再取出晾干。
20、在一些实施例中，在所述步骤(ⅲ)完成后，将聚乙烯醇涂布液使用涂布机喷涂在自修复高强复合土工布表面，形成一层聚乙烯醇水溶性缓释薄膜。
21、(三)有益效果
22、与现有技术相比，本专利技术设计一种自修复经编间隔高强土工布及制备方法，
23、(1)本专利技术具有简洁高效的组成结构，面层高强土工布提供了较高的机械强度，能够有效抵抗使用环境中的各种动、静荷载的破坏；并且间隔织物这种特殊结构使得自修复高强复合土工布具备优异的透水、反滤功能，能够有效抵抗渗透侵蚀，且有利于生物固化作用深入填土发挥作用；
24、(2)本专利技术选用高寿命材料能够能够更好地适应岸堤工程所处的水环境，对环境弱碱性有良好的耐受性，具有比一般土工布更长的使用寿命，实现长期的可靠防护；
25、(3)本专利技术具有独特的自修复能力，在使用过程中，包芯纱外部的生物纤维可逐渐分解，长期为微生物的固化作用提供氮肥和碳源，生物固化反应可对土工布所防护的土工构筑物进一步加固，粘结土颗粒以及修补构筑物上的裂缝，进一步提高工程结构的寿命和可靠性，节省了维护本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种自修复经编间隔高强土工布，包括自修复经编间隔高强土工布，其特征在于：所述自修复经编间隔高强土工布由自下而上依次布置的面层经编高强土工布(1)、间隔纱层(2)和面层经编高强土工布(1)组成；
2.根据权利要求1所述的自修复经编间隔高强土工布，其特征在于：所述自修复经编间隔高强土工布的外表面覆盖有一层聚乙烯醇水溶性缓释薄膜(3)。
3.根据权利要求1所述的自修复经编间隔高强土工布，其特征在于：所述面层经编高强土工布(1)的纤维和所述间隔纱层(2)的纤维通过拉舍尔双针床经编机编织在一起，整体成型。
4.根据权利要求1所述的自修复经编间隔高强土工布，其特征在于：所述面层经编高强土工布(1)的纤维在经编时以经、纬向衬入的方式编织，相互交织形成正方形网格结构，且网格结构的的中心孔隙均匀且尺寸保持一致；所述间隔纱层(2)的间隔纱纤维在编织成间隔结构时采用“X”型交叉方式。
5.根据权利要求1所述的自修复经编间隔高强土工布，其特征在于：所述间隔纱层(2)中的包芯纱以生物纤维外包层(2-2)通过加捻工艺包裹在高强芯纱纤维(2-1)的外部复合而
6.根据权利要求1所述的自修复经编间隔高强土工布，其特征在于：所述间隔纱层(2)的包芯纱中，高强芯纱纤维(2-1)的直径不小于面层经编高强土工布(1)的纤维直径的80％；而生物纤维外包层(2-2)的材料用量以横截面积计算，占整个包芯纱横截面积的30％-40％。
7.一种自修复经编间隔高强土工布的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的自修复经编间隔高强土工布的制备方法，其特征在于：在所述步骤(Ⅲ)完成后，将聚乙烯醇涂布液使用涂布机喷涂在自修复高强复合土工布表面，形成一层聚乙烯醇水溶性缓释薄膜(3)。
...【技术特征摘要】
1.一种自修复经编间隔高强土工布，包括自修复经编间隔高强土工布，其特征在于：所述自修复经编间隔高强土工布由自下而上依次布置的面层经编高强土工布(1)、间隔纱层(2)和面层经编高强土工布(1)组成；
2.根据权利要求1所述的自修复经编间隔高强土工布，其特征在于：所述自修复经编间隔高强土工布的外表面覆盖有一层聚乙烯醇水溶性缓释薄膜(3)。
3.根据权利要求1所述的自修复经编间隔高强土工布，其特征在于：所述面层经编高强土工布(1)的纤维和所述间隔纱层(2)的纤维通过拉舍尔双针床经编机编织在一起，整体成型。
4.根据权利要求1所述的自修复经编间隔高强土工布，其特征在于：所述面层经编高强土工布(1)的纤维在经编时以经、纬向衬入的方式编织，相互交织形成正方形网格结构，且网格结构的的中心孔隙均匀且尺寸保持一致；所述间隔纱层(2)的间隔纱纤维在编织成间...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏骁，张雨桐，杨仲轩，章丽莎，赵朝发，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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