土工布渗透系数试验作业指导书要点.docx

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1、 土工布渗透系数试验作业指导书1、依据标准土工布及其有关产品无负荷时垂直渗透特性的测定GB/T 15789-20232、范围本方法规定了测定单层土工布及其相关产品的垂直渗透性能的两个试验方法：恒水头法和降水头法本标准适用于任何类型的土工布，但不适用于含有膜类材料的复合土工布。注:假设土工布及其相关产品的总体渗透性能已经预先确定,为了把握材料的质量,可只测定 50mm 水头的流速指数。3、职责3.1 材料检测部是本作业文件的执行部门。3.2 材料检测部负责人负责检测试验过程把握，负责编制检测试验报告。3.3 技术负责人负责审核检测试验报告。3.4 材料检测部部门负责人负责检测试验过程资源配置。3

2、.5 授权签字人批准检测试验报告。4、仪器设备4.1 恒水头法4.1.1 仪器夹持试样处的内径至少为 50mm，并满足以下要求：a) 仪器可以设置的最大的水头差至少为 70mm，并在试验期间可以在试样的两侧保持恒定的水头。要有到达 250mm 的恒定水头的力气。b) 仪器夹持试样处的平均内径尺寸应，并至少准确到第 10 页 共 12 页0.1mm。试样过水外径应同仪器夹持试样处的内径一样。在试样两侧， 仪器的内径至少应在二倍内径的范围内保持恒定，避开直径的突然变化。或者，水流可以充入直径至少为试样外径 4 倍的水槽中。在这种状况下，从土工布到水槽底部的距离至少为试样外径的 1.5 倍。假设产品

3、有明显的图案，则这种图案在试样直径的范围内至少重复三次。c) 如有必要，为避开试样明显变形，要使用直径 1mm 的金属丝网格和101mm 尺寸的筛网放置在试样的下面，以在试验期间支撑试样。d) 当仪器中无试样但有试样支撑网格时，在任何流速测定的水头差必需小于 1mm。4.1.2 水的供给、质量和调温：a) 水温宜在 1822。注：由于温度校正只同层流相关，假设流淌状态为非层流，工作水温宜尽量接近 20，以减小同不适当的修正系数有关的不准确性。b) 由于试样会截留气泡而影响试验，水不能直接从主给水处直接进入仪器。水最好要经过消泡处理或者从静止水槽中引入。水不宜连续重复使用。c) 水中的溶解氧不得

4、超过 10mg/kg。溶解氧含量的测定在水进入仪器处实施。d) 假设水中的固体悬浮物明显可见，或者固体积聚于试样上或试样内而使流量随时间削减，要对水进展过滤处理。4.1.3 溶解氧的测定仪器或仪表，符合GB/T 7489。4.1.4 秒表，准确到 0.1s。4.1.5 温度计，准确到 0.2。4.1.6 量筒，用来测定水的体积，准确到10cm3。假设直接测量流速， 测量表要校正准确到其读数的 5。4.1.7 测量施加水头的装置，准确到 1mm。4.2 降水头法4.2.1 渗透仪器由两个相互连通竖直圆筒构成，圆筒的直径相等，直径最少 50mm，并符合以下要求：a) 仪器至少要能到达 250mm

5、的水头。注：为到达至少 250mm 的水头，建议从更高的水头开头，由于开头时记录的水头值不能用来计算。b) 仪器平均内径尺寸应，并至少准确到0.1mm。试样过水外径应同仪器内径一样。在试样两侧，仪器的内径至少应在二倍内径的范围内保持恒定。在水头变化的范围内，直径要保持恒定。应避开直径的突然变化。c) 如有必要，为避开任何可见变形，可使用直径 1mm 的金属丝网格和101mm 尺寸的筛网放置在试样的下面，以在试验期间支撑试样。d) 当仪器中无试样而仅有试样支撑网格时，在任何流速测定的水头差不得小于 1mm。e) 连接两个竖直圆筒的连通管的直径至少为圆筒直径的 40。假设使用重力传感器法，应使用柔

6、性连接。4.2.2 水的供给、质量和调温a) 水温宜在 1822。注：由于温度校正只同层流相关，假设流淌状态为非层流，工作水温宜尽量接近 20，以减小同不适当的修正系数有关的不准确性。b) 由于试样会截留气泡而引起问题，水不能直接从主给水处直接进入仪器。水最好要经过消泡处理或者从静止水槽中引入。仪器中的水要每天更换。c) 水中的溶解氧不得超过 10mg/kg。溶解氧含量的测定在水进入仪器处进展。d) 假设水中的固体悬浮物明显可见，或者固体积聚于试样上或试样内而使流量随时间削减，要对水进展过滤处理。4.2.3 溶解氧的测定仪器，符合GB/T 7489。4.2.4 水头变化测定装置，应能记录水头随

7、时间的变化，水头准确到1mm，时间宜准确到 0.1s。注 1：测定装置可以：a) 测定竖筒中重量的变化准确到1g；b) 测定水压的变化准确到1Pa；c) 用光学法使用数字化视频设备读数或超声波法测定水平面的变化。注 2：建议自始至终使用模拟记录仪或计算机对连续的数据读数进展记录。4.2.3 温度计，准确到 0.2。5、试验方法5.1 恒水头法5.1.1 在试验室温度下，置试样于含潮湿剂的水中，轻轻搅动以驱走空气，至少浸泡 12h。潮湿剂承受体积分数为 0.1的烷基苯磺酸钠。5.1.2 将 1 个试样放置于仪器内，并使全部的连接点不漏水。5.1.3 向仪器注水，直到试样两侧到达 50mm 的水头

8、差。关掉供水， 假设试样两侧的水头在 5min 内不能平衡，查找仪器中是否有隐蔽的空气，重实施本程序。假设水头在 5min 内仍不能平衡，应在试验报告中注明。5.1.4 调整水流，使水头差到达705mm，记录此值，准确到 1mm。待水头稳定至少 30s 后，在固定的时间内，用量杯收集通过试样的水量，水的体积准确到 10cm3，时间准确到秒。收集水量至少 1000mL 或收集时间至少 30s。假设使用流量计，宜设置能给出水头差约 70mm 的最大流速。实际流速由最小时间间隔 15s 的 3 个连续读数的平均值得出。5.1.5 分别在最大水头差的约 0.8，0.6，0.4 和 0.2 倍时，重复5

9、.3.4 步骤，从最高流速开头，到最低流速完毕。注：假设土工布及其相关产品的总体渗透性能已经预先确定，则为了把握材料的质量，只需测定在 50mm 水头差时的流速指数。假设使用流量计，适用同样的原则。5.1.6 记录水温，准确到 0.2。5.1.7 对其余试样重复 5.1.2 到 5.1.6 进展试验。5.2 降水头法5.2.1 在试验室温度下，置试样于含潮湿剂的水中，轻轻搅动以驱走空气，浸泡最少 12h。潮湿剂为体积分数为 0.1的烷基苯磺酸钠。5.2.2 将试样放置于仪器夹持试样处，确保全部连接点不漏水。5.2.3 向仪器注水，直到试样两侧到达 50mm 的水头差。关掉供水，假设试样两侧的水

10、头在 5min 内不能平衡，查找仪器中是否隐蔽有空气，重执行本程序。假设水头在 5min 内仍不能平衡，应在试验报告中注明。5.2.4 关闭阀门。向仪器的降水筒注水，直到当阀门全开后可利用的水头差到达至少 250mm。5.2.5 记录水温，准确到 0.2。5.2.6 开启本方法的所用的全部仪器，翻开阀门。5.2.7 当水头差和流速回零时，试验终止。注：对于高渗透试样，由于惯性影响，在v0m/s 时的水平面高度可能不相等。在这种状况下，同v0m/s 对应的水平面高度可以取作参考高度，以计算水头差。5.2.8 对其余的每个试样，重复 5.2.2 至 5.2.7 进展试验。6、试验成果整理6.1 恒

11、水头法6.1.1 依据式6.1.1计算 20的流速vm/s：20式中：VRv T20At6.1.1-1V 水的体积，单位为立方米m3；R 20水温校正系数；TT水温，单位为摄氏度；A 试样过水面积，单位为平方米m2；t 到达水的体积V 的时间，单位为秒s。假设流速vT直接测定，温度校正依据式6.1.1-2：v= v R20TT6.1.1-2注：单位为 mm/s 的流速v20同单位为 L / (m2 S )的流量 q 相等。6.1.2 对于每个试样，计算每个水头差H 的流速v。20用水头差 H 对流速v20作曲线，依据附录 B 对每个试样通过原点选择最正确拟合曲线，可以使用计算法或图解法。在一张

12、图上绘制 5 个试样的v-H 曲线。对于把握材料质量的目的，只需测定 50mm 水头差的流速值。6.1.3 计算 5 块试样 50mm 或其他水头差的平均流速指数值及其变异系数值。6.1.4 土工布垂直渗透系数是指单位水力梯度下，在垂直于土工布平面流淌的水的流速，即：式中：k = vi= vd6.1.4-1Hk 土工布垂直渗透系数，单位为毫米每秒mm/s；v 垂直于土工布平面的水流速，单位为毫米每秒mm/s；i 土工布试样两侧的水力梯度；d 土工布试样厚度，单位为毫米mm；H 土工布试样两侧的水头差，单位为毫米mm。土工布的透水率可按式6.1.4-2计算：式中：q = v6.1.4-2Hq 透

13、水率，1/s；v 垂直于土工布的水流速，单位为毫米每秒mm/s；H 土工布试样两侧的水头差，单位为毫米mm。6.2 降水头法6.2.1 在模拟图或计算机数据中间选择水平面区间，依据式6.2.1-1 计算 20时的流速vm/s：20v=h R6.2.1-1式中：20tTh 时间间隔内高水平面 hum；和低水平面 h1之差，单位为米t hu和h 之间的时间间隔，单位为秒s；1R 20水温的修正系数。T水头差Hm由式6.2.1-2给出：式中：H = hu+ h - 2h106.2.1-2h v=0m/s 时的水平面高度。0h和hu1计算所依据的上、下水平面高度。注：单位为 mm/s 的流速v 同单位

14、为 L / (m2 s )的流量 q 相等。6.2.2 对 5 个试样中的每个试样，在每个曲线上至少 5 点对每个水头差H 分别计算流速v。注：计算水头下降曲线时，建议时间间隔为实施试验的总时间的 1/5 至 1/10。参照附录B，用计算或图解法，对每个试样，用水头差H 对流速v 通过原点作曲线并选择最正确拟合曲线。在一张图上绘制5 个试样的v-H 曲线。6.2.3 计算 5 块试样 50mm 或其他水头差的平均流速指数值及其变异系数值。6.2.4 土工布垂直渗透系数是指单位水力梯度下，在垂直于土工布平面流淌的水的流速，即：kvvd6.2.4-1式中：= i = Hk 土工布垂直渗透系数，单位

15、为毫米每秒mm/s；v 垂直于土工布平面的水流速，单位为毫米每秒mm/s；i 土工布试样两侧的水力梯度；d 土工布试样厚度，单位为毫米mm；H 土工布试样两侧的水头差，单位为毫米mm。土工布的透水率可按式6.2.4-2计算：式中：q = v6.2.4-2Hq 透水率，1/s；v 垂直于土工布的水流速，单位为毫米每秒mm/s；H 土工布试样两侧的水头差，单位为毫米mm。6.3 试验记录表 6.3-1土工布渗透系数试验记录表恒水头法试样：试样过水面积：产品编号：试验室温度：样品编号：水头差H/m水量V/m3时间t/s水温T/修正系数流速流速计值RTv/(m/s)20v /(m/s)T试验人员试验日

16、期SDSS土工布渗透系数试验作业指导书ZY(91)YT(44/45)2023表 6.3-2土工布渗透系数试验记录表降水头法选择计算的水位区间水平高度v0水温修正系数h = (2) - (4)t = (5) - (3)v= (920序号上限下限h /mT/Rmsmh /m(1)u(2)t /s0Tu(3)h /m1(4)t /s1(5)(6)(7)(8)(9)(10)(试样：试样过水面积：产品编号：试验室温度：试验人员试验日期第 11 页 共 12 页SDSS土工布渗透系数试验作业指导书ZY(91)YT(44/45)2023修改码 0第 12 页 共 12 页R=hTT附 录 A对水温 20的修正系数确实定/h= 1.762/(1+ 0.0337T + 0.00022T 2 )无量纲s 20其中：h= 1 . 7 8+/ ( 1 T 0+ . 3 3 7T 20T. 0 0 0 2 2) mPas ；式中：h T 的动态粘滞系数，单位为毫帕秒mPaTT 水温，单位为摄氏度；s ；h20的动态粘滞系数，单位为毫帕秒 mPa20R水温 20的修正系数。T附 录 B水头差和流速之间的关系H = av + bv2 水头差 H 同流速v 之间的关系一般可用二次函数表示：H = av + bv2