土工合成材料作為一種新的土建工程建筑材料的歷史不長，即使自1930年首次由美國杜邦公司制成現代聚酰胺(尼龍)合成纖維，1940年成為商品以來，也只有60多年的歷史。但由于合成纖維發展速度很快，在很短時間內不僅在民用上風靡全球，而且很快就超出民用范圍，擴大到工業、土建工程和軍事等部門，發展成為一種新型的土建工程材料。
土工合成材料最早用于土建工程的確切年代尚待考證。但土工薄膜的應用則可追溯到20世紀30年代，先用于游泳池和灌溉渠道防滲，然后發展到土石壩、水閘及其他土建工程。至于將合成纖維材料真正應用于土建工程，則是從20世紀50年代末期開始的。
1957年，荷蘭用尼龍有紡織物做成充砂管袋用于護岸和堵口工程。
1958年，美國在佛羅里達州大西洋海岸防護工程中，將聚氯乙烯有紡織物代替傳統的砂礫石濾層置于土與塊石之間，經過27年的運用，情況仍然良好。
1959年，在日本伊勢灣修復圍堤沉排時，采用維尼綸編織布替代沉排。5年后檢查末發現腐蝕現象，強度也沒有明顯下降。
1962年，美國杜邦公司開發紡粘法長纖維無紡布以取代短纖維無紡布，作為濾層和導水體應用于道路和護岸等土木工程。
1967年，英國、日本應用土工格柵修建加筋土堤，并予以推廣。
總之，從20世紀50年代末期開始至60年代期間，有紡和無紡土工織物在土建工程(特別是水利工程)中成功地用作反濾、排水及隔離材料，推動了土工合成材料的應用，形成了產品市場，品種和質量都得到進一步的發展和提高。
20世紀70年代，由于紡粘法無紡布的大量生產，使土工織物的應用有了新的發展，其特點首先是應用范圍日益廣泛，在水利水電、海港、公路、鐵路、建筑和國防等各個領域中都得到應用；其次，像美國陸軍工程師兵團水力學研究室等科研、教學單位都針對土工合成材料的應用開展了系統的試驗和理論研究工作，大大促進了土工合成材料科學的發展。例如，1970年法國修建的法拉克羅斯(Viacros)土壩，就在上游塊石護坡底層和下游壩趾排水體周圍鋪設了土工織物；以后，幾乎每座土石壩出于不同原因都使用了土工織物，土工織物在法國得到了廣泛應用。
1977年，在法國召開了首屆國際土工織物會議。
從1978年開始，在壩高達80m的土壩中也采用土工織物排水和反濾系統，如西德的佛朗奧(Frauancu)壩和南非的斯特里基多姆(Strijdom)壩。
20世紀80年代以后，土工合成材料的應用又有了新的飛躍，產品型式不斷革新，各種復合型、組合型土工合成材料不斷涌現。據統計，1985年國外生產土工織物的大公司就接近40家，其中美國的杜邦公司、法國的羅納普朗克公司等都在國際上享有盛名，前者年產土工織物4．6萬t，可提供24種不同性能和用途的土工織物。到1984年，全世界使用土工合成材料的工程超過10萬項，鋪設土工織物面積超過3億平方米。
1982年，在美國召開了第二屆國際土工織物會議(訖后每4年召開一次)。l983年成立了國際土工織物學會(簡稱IGS)。土工合成材料工程逐漸形成一門以巖土力學和工程力學為基礎，與高分子聚合物及紡織工業生產相連系，應用于土建各個領域的新的邊緣學科。
土工合成材料在我國的應用開始于20世紀60年代中期，首先是把塑料薄膜用于灌溉渠道防滲，較早的工程有山東打漁張灌區、河南人民勝利渠、陜西人民引渭工程等，主要是聚氯乙烯(個別為聚乙烯)，以后推廣到蓄水池、水庫和閘壩工程。1965年，桓仁水電站用瀝青聚氯乙烯熱壓膜錨固并粘貼于混凝土支墩壩上游面，防治裂縫漏水獲得成功，是我國采用土工合成材料處理混凝土壩裂縫的首例。同年，河北省子牙新河獻渠樞紐工程，采用粘土夾塑料薄膜構筑進洪閘上游鋪蓋的防滲結構。此后，寧夏、陜西、北京、河北、山東、遼寧、黑龍江等地也都在中小型(后來推廣到大型)水庫及土石壩(包括補強除險工程)中使用土工膜或復合土工膜防滲，并取得了良好效果。
我國在土工織物應用方面起步較晚，但發展速度很快。1974年，在江蘇省長江嘶馬護岸工程中，首先使用由聚丙烯扁絲編織布為排體，結合聚氯乙烯繩網和混凝土塊壓重組成軟體沉排，防止河岸沖刷。
80年代以后，土工織物的應用日漸增多，尤其是針刺型土工織物在水利工程中的應用，發展更為迅速。。僅1984-1986年3年時間，云南麥子河水庫、江蘇昆山暗管排水、內蒙的翰嘎利水庫、天津鴨淀水庫、黑龍江的引嫩工程、河北的廟宮、山東省牟山水庫、廣北 引黃平原水庫等，都用其做反濾排水，效果良好。
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