土工合成材料的测试方法.docx

测试方法(一) 试验操作和资料整理时应泣意和遵守的事项1. 制样原则每项试验一般剪取 610 个试样，应从卷材长度和宽度方向上随机剪取样品，距卷材边缘不小于100mm。同一项试验的各试样应避开它们位于卷材同一纵向或横向位置上。2. 试样调湿大多数织造或非织造土工织物在测试时对试验室无温湿掌握要 求，只要记录试验时温度和湿度即可。而一些对温度较敏感的土工合成材料，如土工格栅、土工网等，试验前应对试样进展调湿，马上试样在温度为 20 土 2和湿度为 65 土 5环境中静置 24h 以上，然后在该环境下试验。3. 夹具在力学指标试验中离不开夹具，单向拉伸用扁夹具，圆形试样用环形夹具。都要求夹具能均匀牢靠地夹住试样，应能防止试样在钳口内打滑，且不会被夹坏。当有打滑或夹坏现象时应实行以下措施：钳口内加衬垫；钳口内试样用涂料加强；改进钳口面。在试验过程中应随时观看夹具边缘试样是否有打滑或局部损坏现象。任何打滑、夹坏或局部损坏现象均将大大降低测试结果。4. 资料整理(1) 按式(1-2)计算全部测试值的算术平均值。1-2式中：n 为试验次数；Xi 为第i 块试样的测试值；为n 块试样测试值的算术平均值。并增补试样测定外，其他全部试验结果均不得剔除。(2) 按式(1-3)计算变异系数C。(1-3)式中： 为标准差；为算术平均值。按式(1-4)计算标准差1-4式中符号意义见式(1-2)。C 反映样品的均匀程度。当样品很不均匀，测试值变化范围较大， C 就大，平均值的代表性就差。增加试样数量，平均值更具代表性， 同时C 下降。(3) 按式(1-5)计算所需要的试样块数nN。nN=0.11C 2(1-5)式中：C 为变异系数，；nN 为由C 值确定的试样块数。上式说明白试样个数与 C 的关系。土工织物均匀性越差，要求试样的数量就越多。非织造土工织物均匀性比织造土工织物差些，因此前者的试验通常取 10 块试样，而后者可取 6 块。对于同一等级的两个产品，由C 值可比较两者的均匀性。(二) 几项主要试验测定方法的一些问题关于土工合成材料各项指标的测定方法可参阅有关的规程标准， 这里只对几项测定技术比较简单的工程作些说明。1. 孔径试验(干筛法)中的几个问题(1) 振筛用的颗粒材料，按标准筛孔径分级如下：0.0630.075mm， 0.0750.090mm，0.0900.106mm 等等。(2) 需测定孔径分布曲线时，应取得不少于 34 级连续分级颗粒的过筛率，并要求试验点均匀分布。假设仅测定等效孔径O95，则有两组的筛余率在 95左右即可。(3) 孔径试验有干筛法、湿筛法、显微镜直读法、水银压入法等，不管哪个方法都存在一些问题。最近国际标准(ISO)及我国国标(GB) 都规定孔径试验承受湿筛法。但实际应用中国内和国外都普遍承受干筛法。(4) 孔径曲线的纵标为筛余率。由于筛余量包括了留在织物上面和嵌在织物内的颗粒，因此是不简洁直接测准的，而过筛量可以准确测定，所以通常测定过筛量，计算筛余率。2. 拉伸试验中的几个问题(1) 目前国内试验室大多承受窄条试样，即试样宽 50mm、长 100mm。国际上大多承受宽条试样，试样宽 200mm、长 100mm。这两种试样的试验方法一样，但宽条试样试验要具备一对实际有效宽度为 210mm 的夹具，试验荷载相应增大，操作技术也简单一些。目前国际上只认定宽条法试验成果，为此国内有关部门还需不断改进设备、提高操作技 术，逐步过渡到宽条法。(2) 拉伸过程中应记录拉力 伸长量曲线。目前设计往往要求供给某一应变时的抗拉强度，有时要求供给初始模量，两者都由拉力 伸长量曲线上获得。(3) 握持试验和撕裂试验的方法与条带拉伸试验方法相像，仅夹持方法不同。握持和撕裂试样如图 1-15 所示，图中阴影线局部为夹持局部。由图可知，握持试验夹持面积(长×宽)为 50mm×25mm，撕裂试验夹持宽度为 84mm。两试验拉伸速率为 100mm/min。拉伸过程中最大拉力即为握持强度或撕裂强度，单位为N。(4) 土工带、土工格栅和土工网等的抗拉强度试验方法类似，而取样方法各不一样。土工带取整条带进展拉伸，计量长度100mm，拉伸速率为 50mm/min。拉伸过程中的最大拉力即为土工带的抗拉力，单位为kN。土工格栅和土工网试样，在宽度和长度方向上均以一根筋(或一孔)作为单元进展拉伸。拉伸速率每分钟为试样计量长度的 20。拉伸过程中的最大力为一根筋(或孔)的拉力，再计算 l 米宽度范围内的筋(或孔)数，即可得出每米宽的抗拉力，即抗拉强度，单位为kN/m。(5) 拉力机上配一反向器即有加压功能，可进展刺破和圆球顶破试验。两种试验的试样直径一样，可用同一环形夹具，再分别配一个 8mm 顶杆和一个 25mm 圆球顶杆即可。项压速率为100mm/min，单位为N。对于 CBR 试验，试样直径 150mm，顶杆 50mm，通常在压力机上加压，顶压速率为60mm/min，单位为N。另胀破试验应用特地设备进展试验。3. 垂直渗透试验中的几个问题(1) 垂直渗透系数的定义为水力梯度等于1(或单位水力比降)时的渗透速率。这并不是规定试验时的水力梯度为l。试验用的水力梯度变化范围较大，主要由织物的透水程度、测读准确度和保证层流条件而定。(2) 通常进展无压下的垂直渗透试验，而实际工程上都是有压的。有压时的垂直渗透系数很重要，但试验比较困难。假设要在试样上加压， 势必在试样上面有加压板，同时在试样下面有托板。这上下两块板， 即使用开孔面积很大的板，也会影响试样的过水面积。目前还没有直接测定的好方法。(3) 渗透试验承受单片试样还是多片试样取决于试样类型。从理论上说，用单片试样最好，但往往难以实施。如非织造土工织物由于孔隙大，透水性大，假设用单片，则要求所用的水位差很小，但过小的水位差测读误差大，为此应当加大渗径长度，取多片试样进展测试。通常非织造土工织物试样的总厚度应到达 20mm 左右。对于织造土工织物，视其孔隙而异，有时用单片，有时用 23 片。(4) 土工膜的防渗性能也可用垂直渗透系数表示。一般土工膜的渗透系数值小于 1×10-11cm/s。试验原理与土工织物垂直渗透试验相同。不同之处有，试验在有压力(一般为 100kPa，相当于 1000cm 水位差)下进展，由于渗水量很小，试验持续时间较长。