生態(tài)袋是邊坡工程中的新型材料，由聚丙烯（PP）或者聚酯纖維（PET）為原材料制成的雙面熨燙無紡布加工而成的袋子，耐腐蝕性強(qiáng)，抗UV，耐降解，具有透水不透土的過濾功能，對(duì)植物友善。通過生態(tài)袋在生態(tài)邊坡防護(hù)及綠化中的使用情況，從力學(xué)性能(耐斷裂、耐撕破、耐穿刺)、植生性能(透水性能、植生孔徑)及老化性能(抗紫外線性能、凍融性能)幾個(gè)方面著手分析生態(tài)袋體物理性能。

柔性生態(tài)袋邊坡生態(tài)技術(shù)主要是由生態(tài)袋、排水聯(lián)接扣、加筋格柵及植被等共同構(gòu)成護(hù)坡主體結(jié)構(gòu)。柔性生態(tài)袋邊坡生態(tài)施工流程主要由坡面清理、基層處理、土壤配置與填充、袋體堆砌及植被建植（點(diǎn)播、插播、壓條、噴播等）與后期管養(yǎng)等組成, 施工工藝流程相當(dāng)簡(jiǎn)單。待整個(gè)生態(tài)護(hù)坡工程完成后，植被得到了快速恢復(fù)，植物根系很好的完成了防止水土流失的任務(wù)。實(shí)現(xiàn)工程護(hù)坡和生態(tài)治理的結(jié)合。
在工程應(yīng)用過程中，相比作為輔材的排水聯(lián)接扣和加筋格柵，生態(tài)袋袋體本身無疑是整個(gè)生態(tài)護(hù)坡體系重要的組成部分，袋體本身的性能也決定了整個(gè)生態(tài)護(hù)坡的工程質(zhì)量。
生態(tài)袋的特點(diǎn)
生態(tài)袋是用高分子材料聚丙烯添加其它添加劑制成的一種新型土工合成材料，耐腐蝕性強(qiáng)，抗UV，耐降解，對(duì)植物友善，具有透水不透土的過濾功能，既能防止填充物 (土壤和營養(yǎng)成分混合物) 流失，又能實(shí)現(xiàn)水分在土壤中的正常交流，使植物生長所需的水分得到了有效的保持和及時(shí)的補(bǔ)充，使植物穿過袋體自由生長，根系進(jìn)入工程基礎(chǔ)土壤中，如無數(shù)根“錨桿”來實(shí)現(xiàn)袋體與主體（坡體）間的穩(wěn)固作用，時(shí)間越長，越加牢固，達(dá)到穩(wěn)定性邊坡，降低后期維護(hù)費(fèi)用。
生態(tài)袋力學(xué)性能
作為土工織物的基本屬性，具有良好的力學(xué)性能是生態(tài)袋需具備的性能，考慮到生態(tài)袋體在護(hù)坡功能中所起到的力學(xué)作用和要承擔(dān)的荷載負(fù)擔(dān)，一般在工程應(yīng)用過程中選用以下三類強(qiáng)度性能指標(biāo)作為生態(tài)袋的主要控制指標(biāo)。
拉伸性能
(1) 寬條拉伸強(qiáng)度：可以反映袋體在縱橫向單位寬度范圍內(nèi)能承受的外部拉力，以及相應(yīng)方向的延展性。
(2) 握持強(qiáng)度：考察袋體抵抗外來集中荷載的能力可以選擇測(cè)試相應(yīng)的橫、縱向握持強(qiáng)度，土工織物對(duì)集中荷載的擴(kuò)散范圍越大，則強(qiáng)度越高，在實(shí)際工程使用中就能承受更大的外部集中荷載。
（3）撕裂強(qiáng)度：反映沿袋體某一裂口將裂口逐步擴(kuò)大過程中的拉力，可以真實(shí)反映袋體在遭受破損時(shí)的抗破壞能力。
（4）袋體抗沖擊性能：考量袋體抵抗外部沖擊荷載的能力可以選用不同的技術(shù)指標(biāo)：(a) 脹破強(qiáng)度 (b) CBR頂破強(qiáng)度 (c) 圓球頂破強(qiáng)度，差別是試驗(yàn)尺寸、頂頭尺寸和加荷方式不同。具體可以根據(jù)實(shí)際工程的外部環(huán)境特點(diǎn)甄選。
生態(tài)袋植生性能
根據(jù)生態(tài)袋在整個(gè)生態(tài)護(hù)坡系統(tǒng)中發(fā)揮的植生作用，袋體需具備透水不透土的過濾功能，既要能防止袋內(nèi)的填充物 (植生土、養(yǎng)分等混合物) 流失，又不能完全密封成為封閉結(jié)構(gòu)，要能夠?qū)崿F(xiàn)水分在袋體與袋體、袋體與土壤等多層面的高 效流動(dòng)，使得植被生長所需的水分得到有效保持和及時(shí)補(bǔ)充，而實(shí)現(xiàn)生態(tài)袋上述機(jī)能，關(guān)鍵指標(biāo)就是袋體等效孔徑及透水性能。
（1）生態(tài)袋等效孔徑
如果袋體材料過薄，孔徑太大，填充物在遭自然雨水或人為流水沖刷時(shí)會(huì)大量流失，造成整個(gè)袋體的單位重量迅速減小，使護(hù)坡的力學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生巨大變化，偏移原有力學(xué)設(shè)計(jì)，, 容易造成護(hù)坡結(jié)構(gòu)的破壞。
相反如果袋體材料過厚，孔徑太小，會(huì)產(chǎn)生下列不利影響 (a) 會(huì)對(duì)植被生長以及根系延伸形成阻礙，不利于植被的快速形成，無法按時(shí)完成綠化效果及護(hù)坡目的；(b) 袋體填充物的重量是在邊坡力學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的固定數(shù)值，孔徑太小，透水能力降低，當(dāng)水分逐步滲入袋體時(shí)，其單位重量將大大升高，使結(jié)構(gòu)受力增 大，造成結(jié)構(gòu)變形，坍塌；(c) 透水遲緩易造成靜水壓力急增，導(dǎo)致護(hù)坡工程易于塌陷。
鑒于以上原因，建議使用ASTM D4751《測(cè)定土工織物表觀露縫尺寸的試驗(yàn)方法》對(duì)袋體的孔徑進(jìn)行測(cè)試，目前，國內(nèi)大部分袋體的等效孔徑檢測(cè)結(jié)果均在0.07-0.2mm之間，工程試驗(yàn)證明，這個(gè)尺寸基本可以保證填充物不會(huì)流失，且能夠滿足實(shí)際工程中生態(tài)護(hù)坡的質(zhì)量要求。
（2）生態(tài)袋透水性能
對(duì)于袋體透水性能的測(cè)試，可以依據(jù)GB/T15789《土工布及其有關(guān)產(chǎn)品無負(fù)荷時(shí)垂直滲透特性的測(cè)定》測(cè)定垂直滲透系數(shù)、透水率等指標(biāo)，從而計(jì)算出袋體單位面積單位時(shí)間下的透水量，明確袋體的透水能力。就目前國家建筑材料測(cè)試中 心對(duì)國內(nèi)的幾家生態(tài)袋體廠家采樣檢測(cè)結(jié)果 (表2) 分析，袋體等效孔徑在0.15-0.2mm之間時(shí)，垂直滲透系數(shù)≥0.12cm/s透水能力較好，能夠較好的執(zhí)行水分自由流通的機(jī)能，因此建議實(shí)際工程中盡量使用等效孔徑在該范圍的生態(tài)袋。
生態(tài)袋老化性能
生態(tài)袋體的老化損耗主要有以下四個(gè)方面：(1) 紫外線老化；(2) 酸雨或堿性液體的侵蝕；(3) 冷暖環(huán)境的變化對(duì)袋體的損壞；(4) 微生物的降解，其中微生物降解的情況較為復(fù)雜, 本文不做討論，重 點(diǎn)探討前三種情況對(duì)生態(tài)袋理化性能的影響。
(1) 袋體抗紫外線性能
生態(tài)袋在運(yùn)輸、施工過程及植被生長的初期往往直接暴露在外，接受陽光直曬，如果沒有良好的抗紫外線性能，將直接導(dǎo)致袋體強(qiáng)度的迅速損失，影響使用，因此生態(tài)袋在使用聚丙烯 (PP) 為原材料的同時(shí)，需添加抗氧劑、光穩(wěn)定劑和深色碳黑等，以增強(qiáng)其抗紫外線 (光氧化) 、抗老化 (熱氧化) 能力，在實(shí)際檢測(cè)過程中建議參照ASTM D 4355《在紫外線輻射和水浸下土工紡織品損傷的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試時(shí)間可以根據(jù)實(shí)際光照情況進(jìn)行選擇，通常有150小時(shí)、300小時(shí)、500小時(shí)三種情況下，檢測(cè)袋體在紫外線輻照下的強(qiáng)度保持率，在某些情況下可以參考JT/T 514《公路工程土工合成材料有紡?fù)凉た椢铩窐?biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分級(jí)。
(2) 袋體耐酸、堿性能
生態(tài)袋的絕大部分工程環(huán)境都在室外，非常容易遭受到酸性雨或堿性液體的侵蝕, 酸、堿液對(duì)生態(tài)袋體的破壞或腐蝕，會(huì)降低袋體強(qiáng)度，破壞袋體完整性，對(duì)工程安全帶來較大的隱患，并且施工完成后，袋體被植被所覆蓋，后期不易排查袋體損壞情況，因此，此項(xiàng)指標(biāo)在護(hù)坡設(shè)計(jì)初期就需進(jìn)行使用環(huán)境考察，建議按照土工合成材料耐酸堿性的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17632《土工布及其有關(guān)產(chǎn)品抗酸、堿液性能的試驗(yàn)方法》對(duì)袋體進(jìn)行測(cè)試，使用0.025mol/L的硫酸和2.5g/L的Ca (OH) 2溶液進(jìn)行浸漬試驗(yàn)，考察袋體在以上酸、堿破壞介質(zhì)環(huán)境下的外觀變化、質(zhì)量損失、強(qiáng)度保持率等。袋體耐酸、堿性能是生態(tài)袋關(guān)鍵指標(biāo)尤為重要，因?yàn)樵撝笜?biāo)將直接關(guān)系到袋體的使用壽命。
(3) 袋體耐候性能
生態(tài)袋的使用環(huán)境較為復(fù)雜，使用溫度基本等同于環(huán)境溫度的變化，且會(huì)經(jīng)受風(fēng)吹、雨淋、浸泡以及高、低溫環(huán)境的考驗(yàn)，因此，有必要重 點(diǎn)考察生態(tài)袋體在耐候環(huán)境下的力學(xué)性能變化，以保證袋體不會(huì)在 端氣候環(huán)境下發(fā)生嚴(yán)重的性能變異。建議根據(jù)地域位置和實(shí)際使用環(huán)境狀況，制定具體的凍融循環(huán)等試驗(yàn)方案，對(duì)袋體的耐候性進(jìn)行測(cè)試。目前，國內(nèi)大部分生產(chǎn)廠家都會(huì)采取水融12小時(shí)，加-40℃冷凍12小時(shí)為1循環(huán)的測(cè)試方法，通常進(jìn)行7~15個(gè)循環(huán)的試驗(yàn)，就目前試驗(yàn)結(jié)果分析，袋體的凍融循環(huán)強(qiáng)度保持率基本都在90%以上。鑒于目前國內(nèi)生態(tài)護(hù)坡使用年限還不長，此項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果的適用性還有待實(shí)際工程進(jìn)一步檢驗(yàn)。
通過檢測(cè)和工程應(yīng)用論述生態(tài)袋及袋體關(guān)鍵理化性能與生態(tài)邊坡工程質(zhì)量的內(nèi)在關(guān)系，確立影響生態(tài)袋、生態(tài)袋體及生態(tài)邊坡工程質(zhì)量的關(guān)鍵物理參數(shù)、取值范圍和測(cè)試方法，為生態(tài)袋在植被坡面恢復(fù)中的應(yīng)用提供更加可靠的技術(shù)支撐。
在礦山、交通、水電、市政等工程建設(shè)邊坡柔性生態(tài)防護(hù)中選擇生態(tài)袋護(hù)坡技術(shù)，生態(tài)袋作為核心材料需嚴(yán)格按照有關(guān)指標(biāo)性能進(jìn)行甄選，并且在專業(yè)的技術(shù)指導(dǎo)下開展施工。生態(tài)袋能夠有效地保護(hù)生態(tài)環(huán)境、提高治理效率，為社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。