土工合成材料试验201304-1.ppt

土工合成材土工合成材 料试验料试验 二二 一三年四月一三年四月 1 panhualiang 2 一、概述 n土工合成材料优点 u良好的工程性能，重量轻、强度高、生产 工厂化、质量稳定、施工方便，价格低等 。 n应用广 u水利、公路、铁路、建筑、港口、隧道。 u高速公路迅速发展,其应用更广阔。 p据国外的统计资 料显示, 土工合成材料在公路 工程中的应用占其全部用量的三分之一以上。 3 土工合成材料基本功能 n反滤功能 允许内部液体通过并排出，阻止颗粒的流失 n排水功能 水沿其内部从低渗透性土体内排出 n隔离功能把两种不同材料隔离开来,以免相互混杂而失去各自的整体性和结构完整 性 n加筋功能 置于土体内部作为加筋构件,提高强度及抗变形性能 n防渗功能 阻止液体或气体流动和扩散 n防护功能水土保持，减少由降雨冲击和地表水径流造成的土壤流 失 4 5 6 7 8 9 n 设计单 位 u为了选择和应用土工合成材料, 必须了解材 料的工程特性, 以便正确确定设计参数; n施工单位 u则必须通过抽样检测 来核实土工合成材料的 工程特性, 以确定材料是否符合设计要求。 n因此, 材料测试 是土工合成材料应用中的 一个重要环节 , 测试结 果的准确与否直接 影响工程的安全使用。 10 二、规范 n土工合成材料应用技术规 范 u(gb 50290-98) n公路土工合成材料应用技术规 范 u(jtg/t d32-2012 ) 11 n公路工程土工合成材料试验规 程 u(jtg/ e50-2006) 土工合成材料测试规程 u(sl 235-2012 ) 12 三、材料 n 土工合成材料产品的原材料为高分子聚合物， 主要有聚乙烯醇(pva/维纶)、聚丙烯腈(pan/腈 纶)、聚丙烯(pp/丙纶)、聚酯(pet/涤纶)、聚酰 胺(pa/锦纶/尼龙)、聚乙烯(pe)、高密度聚乙烯 (hdpe)和聚氯乙烯(pvc/氯纶)等。 13 (有纺) (无纺) 14 土工合成材料 n以人工合成或天然聚合物为原料制成的工 程材料的总称 n岩土工程和土木工程中应用的土工织物、 土工膜、土工复合材料、土工特种材料等 。 15 土工织物 n透水性的平面土工合成材料，按制造方法 不同分为无纺(非织造)土工织物和有纺(织 造)土工织物(俗称“土工布”)。 u无纺土工织物是由细丝或纤维按定向排列或 非定向排列并结合在一起的织物； u有纺土工织物是由两组平行细丝或纱按一定 方式交织而成的织物。 n在工程应用中可发挥隔离、过滤、排水、 加筋和侵蚀控制等作用。 16 17 18 n土工膜：由聚合物或沥青制成的一种 相对不透水薄膜。 u渗透系数小于10-11cm/s，几乎不透水。可用 作封闭液体或气体的防渗衬里和防扩散屏障 。 19 n土工复合材料：由两种或两种以上材 料复合成的土工合成材料。 u有复合土工膜、复合土工织物、复合防 排水材料等。 20 土工特种材料 n有土工格栅、土工网、土工模袋、土工 带、土工格室、土工垫等种类。 n土工格栅： u聚合物材料经过定向拉伸形成的具有开孔 网格、较高强度的平面网状材料。 21 n土工网： u合成材料条带或合成树脂压制成的平面结构 网状土工合成材料。 22 n土工模袋 u双层聚合化纤织物制成的连续（或单独） 袋状材料。其中充填混凝土或水泥砂浆， 凝结后形成板状防护块体。 n土工带 u经挤压拉伸或再加筋制成的条带抗拉材料 。 n土工格室 u由土工格栅、土工织物或土工膜、条带构 成的蜂窝状或网格状三维结构材料。 n土工垫 u以热塑性树脂为原料，经挤压、拉伸等工 序形成的相互缠绕、并在接点上相互熔合 、底部为高模量基础层的三维网垫。 23 24 25 四、性能指标及其测试 n土工合成材料指标包括其本身的特性指标 和与土相互作用指标(性能指标)。 u后者为与土共同作用时的反应，应模拟实际 工作条 件，由试验测 定。 n土工合成材料应用技术规 范(3.1.2) 规 定,土工合成材料的性能应包括物理性能 、力学性能、水力学性能、耐久性能。 26 试验项目 n 土工合成材料指标测定试验包括以下主要项目 ： n 物理性能试验：单位面积质量测定、厚度测 定、幅宽测定、土工格栅/土工网网孔尺寸测定 。 n 力学性能试验：宽条拉伸试验、接头/接缝宽 条拉伸试验、条带拉伸试验、粘焊点极限剥离 力试验、梯形撕破强力试验、cbr顶破强力试 验、刺破强力试验、落锥穿透试验、直剪摩擦 特性试验、拉拔摩擦特性试验、拉伸蠕变与拉 伸蠕变断裂性能试验。 27 28 29 n水力性能试验：垂直渗透性能试验(恒 水头法)、平面渗透系数、耐静水压试验 、塑料排水带芯带压屈强度与通水量试验 、有效孔径试验(干筛法)、淤堵、防水性 能试验。 30 n 耐久性能试验：抗氧化性能试验、抗酸、 碱液性能试验、抗紫外线性能试验、炭黑含 量试验(热失重法)、化学稳定性、生物稳定 性。 n 应根据工程设计具体需要，选择材料的测试 项目。 n 确定设计指标时，应考虑环境变化对参数的 影响。 u例如非织造土工织物受压而变薄，等效孔径、渗 透性相应降低。 31 五、仪器设备 n试验常用仪器是综合型土工合成材料综合 测定仪，或单项参数测定仪。 u综合仪主要由变速箱、垂直框架、剪切盒、 滑动部件、气缸、顶头部件、电器箱、打印 绘图仪、控制面板、机架等部件组成，并配 有各种规格的传感器、夹具及其连接件。 32 33 34 35 六、试样 n 引用标准 ugb/t 2918塑料试样状态调节和试验的标准环境 ugb 6529-86纺织品的调湿和试验用标准大气 36 取样样程序 n取样与试样 准备的不同，直接影响检测 的最终结 果。 n统一取样和试样 准备的方法，是各项试 验应 共同遵守的基本原则，也是减少争 议的必要手段 37 n1取卷装样品 u1.1取样的卷装数按相关文件规定。 u1.2所选卷装材料应无破损，卷装呈原封 不动状。 n2裁取样品 u2.1全部试验的试样应 在同一样品中裁取 。 u2.2卷装材料的头两层不应取作样品。 u2.3取样时应 尽量避免污渍、折痕、孔洞 或其他损伤部分，否则要加放足够数量。 38 3样品的标记 样品上应标 明下列内容： (1)商标、生产商、供应商； (2)型号； (3)取样日期； (4)要加标记表示样品的卷装长度方向。 39 n2当样品两面有显著差异时，在样品上加 注标记 ，标明卷装材料的正面或反面。 n3如果暂不制备试样，应将样品保存在洁 净、干燥、阴凉避光处，并且避开化学物 品侵蚀和机械损伤。样品可以卷起，但不 能折叠。 40 4试样试样 准备备 n4.1用于每次试 验的试样 ，应 从样品长度和 宽度方向上均 匀地裁取，但 距样品幅边至 少10cm。 41 n4.2试样 不应包含影响试验结 果的任何 缺陷。 4.3对同一项试 验，应避免两个 以上的试样处 在 相同的纵向或横 向位置上。 42 n4.4试样应 沿着卷装长度和宽度方向切 割，需要时标 出卷装的长度方向。除 试验 有其他要求，样品上的标志必须 标到试样 上。 n4.5样品经调 湿后，再制成规定尺寸的 试样 。 n4.6在切割结构型土工合成材料时可制 定相应的切割方案。 n4.7如果制样造成材料破碎，发生损伤 ，可能影响试验结果，则将所有脱落的 碎片和试样放到一起，用于备查。 43 5调调湿和状态调节态调节 n5.1土工织物 u试样应 在标准大气条件下调湿24h u温度202、相对湿度655。 n5.2塑料土工合成材料 u在温度232的环境下，进行状态调节， 时间不少于4h。 44 n98规范: u试样一般应置于温度为202，相对湿度 为652(水利规程为6010)和标准大 气压的环境中调湿24h。 n土工织物试样在需要饱和时，宜采用真空 抽气法饱和。 45 n5.3如果确认试样不受环境影响，则可省去 调湿和状态调节的处理程序，但应在记录 中注明试验时的温度和湿度。 46 6试验报试验报 告 n试验报 告应包括以下内容： n(1)试样 的制取与准备方法； n(2)试样选择 、制取、准备过 程中观察 到的详细 情况，同一试验时 在纵向和 横向位置上的取样情况； n(3)任何与取样程序规定不符的详情； n(4)制样的日期，所选卷的来源； n(5)样品的名称、规格、供应商、生产商 和型号。 47 七、试验试验 数据整理与计计算 n 1适用范围 n 1.1本方法规定了土工合成材料试验数据的整理 和计算。 n 1.2规定了算术平均值、标准差和变异系数cv的 计算方法。 n 1.3给出了异常试验数据的取舍原则。 n 1.4本方法内容适用于所有土工合成材料试验， 是后面各项试验 均应遵守的共同规定。 48 算术平均值： nn试样个数 n 第i块试验的试样值 n n块试样试样值的算术平均值。 49 标准差按下式计算： 50 变异系数按下式计算： 51 n变异系数反映样品的均匀程度，变异系 数越大样品越不均匀，测试值离散性大 ，平均值的代表性差。一般限定变异系 数10。 n舍去在 k范围以外的测定值 52 n4.按下式计算所需样品数： n一般变异系数取值为710。土工合 成材料的均匀性差，要求测试较多的试 样，一般非织造土工合成材料比编织合 成材料均匀性差，前者通常取10块试样 ，后者取6块试样。 n数值修约规则按(gb/t 8170-2008) 53 八、单位面积质量试验 54 n单位面积质量是土工合成材料的一个重 要指标，反映产品的原材料用量，以及 生产的均匀性和质量的稳定性，与产品 性能密切相关。 n一般来说其与土工合成材料的单价基本 成正比，其力学强度随重量增大而提高 。 n单位面积质量系1m2土工合成材料的质 量，单位g/m2。 55 n考虑到土工格栅、土工网这类孔径较大的 土工合成材料，定死的面积不一定能代表 材料的全部结构，所以特别规定对该类材 料允许放大试样尺寸，以能代表材料结构 为准； n剪裁时应从肋间对称剪取并计算试样的实 际面积。 56 1适用范围围 n1.1本方法规定了土工合成材料单位面积 质量的测定方法。 n1.2本方法适用于土工织物、土工膜、土 工格栅，其他类型的土工合成材料可参照 执行。 57 2定义义 n单位面积质 量： u单位面积的试样 ，在标准大气条件下 的质量。 58 3仪仪器设备设备 及材料 n4.1剪刀或切刀。 n4.2称量天平(感量为0.01g)。 n4.3钢尺(刻度至毫米，精度为0.5mm)。 59 4试验试验 步骤骤 n4.1取样：按本规程t11012006的有关规 定取样。 n4.2试样调 湿和状态调节 ：按本规程 t11012006中的第5条规定进行。 n4.3试样 制备 n4.3.1土工织物：除符合本规程t110l一 2006的有关规定外，用切刀或剪刀裁取面 积为10000mm2的试样10块，剪裁和测量 精度为1mm。 60 n试样剪取面积不小于10cm10cm，对 网孔较大均匀性较差的土工合成材料 ，可适当加大试样尺寸。试样长度和 宽度的裁剪和测量读数应精确到1mm 。 61 n4.3.2对于土工格栅、土工网这类孔径较大 的材料，除符合本规程t11012006的有 关规定外，试样尺寸应能代表该种材料的 全部结构。可放大试样尺寸，剪裁时应从 肋间对称剪取，剪裁后应测量试样的实际 面积。 62 n称量： u将裁剪好的试样按编号顺序逐 一在天平上称量,读数应精确到 0.01g。 63 5计算： n按下式计算每块试样的单位面积质量g： ng 单位g/m2。 g试样单 位面积质量(gm2)； m试样质 量(g)； a试样面积(mm2)。 n按gb8170修约，保留小数一位 64 n计算10块试样单 位面积质 量的平均值 ，精确到0.1gm2；同时计 算出标准差 和变异系数cv。 n平均值 、标准差和变异系数cv,按本规 程t11022006的规定计算。 65 7试验报试验报 告 n试验报 告应包括以下内容： n(1)试样 名称、规格； n(2)试验结 果； n(3)试验 用大气条件； n(4)试验 日期； n(5)试验 中规定应注明的情况； n(6)任何偏离规定程序的详细说明。 66 九、厚度测测定 67 (一)、土工织织物厚度测测定 n1适用范围 u1.1本方法规定了在一定压力下测定土 工织物和相关产品厚度的试验 方法。 u1.2本方法适用于土工织物及复合土工 织物。 n2引用标准 ugb8170数值修约规则 68 3定义义 n3.1厚度： u土工织物在承受规定的压力下，正反 两面之间的距离。 n3.2常规厚度： u在2kpa压力下测得的试样 厚度。 69 70 n厚度随所作用法向压力的增大而减小。 n严格讲，所谓厚度是在相应某压力下的 厚度。规定2kpa压力是土工合成材料在 自然状态无压力下的厚度。 n不同类型土工织物的压缩性差别很大。 u针刺无纺土工织物的压缩性最大，压力增 大，厚度变小，织物的渗透排水性能降低 。 u其次是扁丝织造土工织物， u热粘非织造土工织物和单丝织造土工织物 的压缩性最小。 71 4仪仪器设备设备 及材料 n4.1基准板：面积应 大于2倍的压块 面积。 n4.2压块 ：圆形，表面光滑，面积为 25cm2，重为5n、50n、500n不等；其中 常规厚度的压块为 5n，对试样 施加 2kpa0.0lkpa的压力。 n4.3百分表：最小分度值0.0lmm。 n4.4秒表：最小分度值0.1s。 72 5试验试验 步骤骤 n5.1取样：按本规程的有关规定取样。 n5.2试样调 湿和状态调节 ：按本规程中的 第5条规定进行。 n5.3试样 制备：裁取有代表性的试样 10块 ，试样 尺寸应不小于基准板的面积。 73 n5.4测定2kpa压力下的常规厚度。 n5.4.1擦净基准板和5n的压块 ，压块 放 在基准板上，调整百分表零点。 n5.4.2提起5n的压块 ，将试样 自然平放 在基准板与压块 之间，轻轻 放下压块 ，使试样 受到的压力为2kpa0.01kpa ，放下测量装置的百分表触头，接触 后开始记时 ，30s时读数，精确至 0.01mm。 n5.4.3重复上述步骤，完成10块试样 的 测试 。 74 n5.5根据需要选用不同的压块 ，使 压力为20kpa0.1kpa u测定20kpa0.1kpa压力下的试样 厚 度。 n5.6根据需要选用不同的压块 ，使 压力为200kpa1kpa u测定200kpa1kpa压力下的试样 厚度 。 75 图无纺土工织物的厚度压力关系曲线 76 6试验结试验结 果 n6.1计算在同一压力下所测定的10块试样 厚度的算术平均值 ，以毫米为单 位，计 算到小数点后三位，按gb8170修约到小 数点后两位。 n6.2如果需要，同时计 算出标准差和变异 系数cv。标准差和变异系数cv，按本规 程t1102-2006的规定计算 。 77 7试验报试验报 告 n试验报 告应包括以下内容： n(1)试样 名称、规格； n(2)本次试验 所采用的压力、压脚尺寸； n(3)试验结果； n(4)试验 用大气条件； n(5)试验 日期、试验 人员； n(6)试验 中规定应说 明的情况； n(7)任何偏离规定程序的详细说明。 78 (二)、土工膜厚度测测定 n1适用范围 n1.1本方法规定了用机械测量法测定土工 薄膜、薄片厚度的试验 方法。 n1.2本方法适用于没有压花和波纹的土工薄 膜、薄片。 79 2仪仪器设备设备 及材料 n2.1基准板：表面应平整光滑，并有足够 的面积。 n2.2千分表：最小分度值0.001mm。 80 3试验试验 步骤骤 n3.1取样：除符合本规程t11012006的有 关规定外，沿样品的纵向距端部大约1m 的位置横向截取试样 ，试样 条宽100mm ，无折痕和其他缺陷。 n3.2按规程规定进行试样调 湿和状态调节 。 n3.3基准板、试样 和千分表表头应 无灰尘 、油污。 81 n3.4测量前将千分表放置在基准板上校 准表读值 基准点，测量后重新检查 基 准点是否变动 。 n3.5测量厚度时，要轻轻放下表测头， 待指针稳定后读值。 u土工膜(片)宽大于2000mm时，每2000mm 测量一点 u膜宽在3002000mm时,以大致相等间距测 量10点； u膜宽在100300mm时,每50mm测量一点； u膜(片)宽小于100mm时，至少测量3点。 n对于未裁毛边的样品，应在离边缘 50mm以外进行测量。 82 4试验结试验结 果 n4.1试验结 果以试样 的平均厚度和厚度的 最大值、最小值表示，计算到小数点后4 位，按gb8170修约到小数点后3位，准确 至0.001mm。 n4.2如果需要，按本规程t1102-2006的规 定计算平均厚度的标准差和变异系数cv 。 83 5试验报试验报 告 n试验报 告应包括以下内容： n(1)试样 名称、规格； n(2)样条的数量； n(3)试验结 果； n(4)试验 用大气条件； n(5)试验 日期、试验 人员； n(6)任何偏离规定程序的详细说 明。 84 说说明 n(1)土工织物厚度是指土工织物在承受一定 压力时，正反两面之间的距离。产品的厚 度对其力学性能和水力性能都有很大影响。 u土工布在固定压力下厚度的测定方法 (iso9863:1990) u法国标准土工布试验厚度的测定(nfg38-012- 1989) u土工布厚度的测定方法(gb/t13761-1992) u标准的参数基本一致。 u本次修订参照gb/t13761-1992进行。 85 n(2)土工膜厚度的测定是采用机械测量方 法测定土工薄膜和薄片厚度 u方法参照国际标准塑料一薄膜和薄片一 用机械法测定厚度(iso4593:1993)和国 标塑料薄膜和薄片厚度的测定机械测量 法(gb6672_86)的有关技术内容。 n考虑到机械测厚方法，使用千分表简便 易行且测值准确，所以不再将光学法和 电子法纳入本规程。 86 十、土工格栅栅、土工网网孔尺 寸测测定 87 十一、有效孔径试验有效孔径试验 88 n孔径是土工织物水力学特性中的一项重要 指标，它反映土工织物的过滤性能，既可 评价土工织物阻止土颗粒通过的能力，又 反映土工织物的透水性。 n表征土工织物孔径特征的指标是有效孔径 。 89 n测试原理是：用土工织物试样作为筛布， 将已知粒径的标准颗粒材料放在土工织物 上面振筛，称量通过土工织物的标准颗粒 材料质量，计算出过筛率，调换不同粒径 的标准颗粒进行试验，由此绘出有效孔径 分布曲线，并求出有效孔径值。 90 n目前测量有效孔径的方法主要有干筛法和 湿筛法，干筛法较为常用。 91 n适用于土工织物和复合土工织物。 92 3定义义 n 3.1标准颗粒材料 u洁净的玻璃珠或天然砂粒，其粒径应符合本方法中 4.3的粒径分组要求。 n 3.2孔径 u以通过其标准颗粒材料的直径表征的土工织物的孔 眼尺寸。 n 3.3有效孔径(oe) u能有效通过土工织物的近似最大颗粒直径，例如o90 表示土工织物中90的孔径低于该值。 93 4仪仪器设备设备 及材料 n4.1筛子：直径200mm。 n4.2标准筛振筛机。 n横向振动频 率：220次/min(10次/min)； 回转半径：12mm1mm。 n垂直振动频 率：150次/min(10次/min)； 振幅：10mm2mm。 94 4.3标标准颗颗粒材料。 n标准颗粒材料粒径分组如下： n0.0450.063、0.0630.071、 n0.0710.090、0.0900.125、 n0.1250.180、0.1800.250、 n0.2500.280、0.2800.355、 n0.3550.500、0.5000.710(mm)。 95 n4.4天平：称量200g，感量0.01g。 n4.5秒表、细软 刷子、剪刀等。 96 5试样试样 制备备 n5.1按规定取样。 n5.2试样 数量及尺寸：剪取5n块试样 ，n 为选 取粒径的组数；试样 直径应大于筛 子直径。 n5.3试样调 湿：当试样 在间隔至少2h的连 续称重中质量变化不超过试样质 量的 0.25时，可认为试样 已经调 湿。 97 6试验试验 步骤骤 n6.1试验 前应将标准颗粒材料与试样 同时 放在标准大气条件下进行调湿平衡。 n6.2将同组5块试样 平整、无褶皱地放入能 支撑试样 而不致下凹的支撑筛网上。从 较细 粒径规格的标准颗粒中称50g，均匀 地撒在土工织物表面上。 n6.3将筛框、试样 和接收盘夹紧 在振筛机 上，开动振筛机，摇筛试样 10min。 98 n6.4关机后，称量通过试样进 入接收盘的 标准颗粒材料质量，精确至0.01g。 n6.5更换新的一组试样 ，用下一较粗规格 粒径的标准颗粒材料重复6.26.4步骤， 直至取得不少于三组连续分级标 准颗粒 材料的过筛 率，并有一组的过筛 率达到 或低于5。 99 7结结果计计算 n7.1按下式计算过筛 率，结果修约到小数 点后两位： nbp/t100 n 式中：b-某组标准颗粒材料通过试样 的过筛率()； n p-5块试样同组粒径过筛量的平均值(g)； n t-每次试验用的标准颗粒材料量(g)。 100 n7.2以每组标准颗粒材料粒径的下限值作为 横坐标(对数坐标)，相应的平均过筛率作 为纵坐标，描点绘制过筛率与粒径的分布 曲线。 101 o90、o95值值的确定 no90表示90的标准颗粒材料留在土工织 物上，其过筛 率b为1-90=10，曲线 上纵坐标为 10点所对应 的横坐标即定 义为 有效孔径o90，单位为mm。 no95表示95的标准颗粒材料留在土工织 物上，其过筛 率b为1-95=5，曲线上 纵坐标为 5点所对应 的横坐标即定义 为有效孔径o95，单位为mm。 102 o90o95 103 8试验报试验报 告 n(1)样品名称、规格型号； n(2)样品状态的描述； n(3)试验 日期； n(4)试验设备 型号、主要技术指标； n(5)试验 条件(标准颗粒材料的选用、摇 筛时间 等)； n(6)试验结果(孔径分布曲线、有效孔径) ； n(7)任何偏离规定程序的详细说明。 104 n但是有人认为干筛法与实际相差较大，主 张用伴有一定动力水作用的湿筛法 n但干筛法简单、方便、快捷，都愿意用； 所以我国“干湿两用”，但湿筛法是大势所 趋。 105 湿筛法装置示意图 1供水； 2喷淋口； 3夹持装置； 4颗粒材料； 5试样； 6支承网垫； 7收集盘； 8收集管； 9振幅调节钮； 10滤纸： 11收集器 106 新规范修订 n(1)增加了标准颗粒材料的定义 u明确了标准颗粒材料不仅指玻璃微珠，还包 括天然砂； u同时修改了标准颗粒材料的粒径分档，从8 档改成10档。 107 n (2)增加了试验用标准大气条件，因为试验 室的湿度对孔径试验(干筛法)影响很大，湿 度过大会引起标准颗粒粘结，湿度过低会使 静电增强。 n (3)修改了标准颗粒材料的分档振筛程序，由 从粗到细改为从细到粗进行试验；振筛时 间由20min改为10min；孔径分布曲线的横坐 标从左到右的顺序进行了调整，由从大到小 改为从小到大。 n (4)明确了试验结束是以通过试样的标准颗粒 材料质量达到或低于5为准，而不是10。 108 十二、宽宽条拉伸试验试验 109 1适用范围围 n1.1本方法规定了用宽条试样测 定土工织 物及其有关产品拉伸性能的试验 方法。 n1.2本方法适用于大多数土工合成材料，包 括土工织物及复合土工织物，也适用于土 工格栅。 n1.3本方法包括测定调湿和浸湿两种试样 拉伸性能的程序，包括单位宽度的最大 负荷和最大负荷下的伸长率以及特定伸 长率下的拉伸力的测定。 110 2引用标标准 ngb/t 6682分析试验 用水-规格和试验 方 法 111 3定义义 n3.1名义夹持长度 n3.1.1用伸长计测量时，名义夹 持长度 ：在试样 的受力方向上，标记 的两个 参考点间的初始距离，一般为60mm(两 边距试样对 称中心为30mm)，记为 l0 。 n3.1.2用夹具的位移测量时，名义夹 持 长度：初始夹具间距，一般为100mm ，记为 l0。 n3.2隔距长度：试验 机上下两夹持器之 间的距离，当用夹具的位移测量时， 隔距长度即为名义夹 持长度。 112 n3.3预负荷伸长：在相当于最大负荷l的 外加负荷下，所测的夹持长度的增加值 ，以mm表示(见图 t 1121-1中的l0)。 n3.4实际夹持长度：名义夹持长度加上预负 荷伸长(预加张力夹持时)。 113 114 n3.5最大负荷：试验 中所得到的最大拉 伸力，以kn表示(见图 t 1121-1中的d点 )。 n3.6伸长率：试验 中试样 实际夹持长度 的增加与实际夹 持长度的比值，以 表示。 n3.7最大负荷下伸长率：在最大负荷下 试样 所显示的伸长率，以表示。 n3.8特定伸长率下的拉伸强度：试样 被 拉伸至某一特定伸长率(2%,5%等)时每 单位宽度的拉伸力，以kn/m表示。 n3.9拉伸强度：试验 中试样 拉伸直至断 裂时每单位宽度的最大拉力，以kn/m 表示。 115 4仪仪器设备设备 及材料 n4.1拉伸试验机：具有等速拉伸功能，拉 伸速率可以设定，并能测读拉伸过程中试 样的拉力和伸长量，记录拉力、伸长曲线 。 n4.2夹具:钳口表面应有足够宽度，至少应 与试样200mm同宽，以保证能够夹持试样 的全宽，并采用适当措施避免试样滑移和 损伤。 u注：对大多数材料宜使用压缩式夹具，但对 那些使用压缩式夹具出现过多钳口断裂或滑 移的材料，可采用绞盘式夹具。 116 n4.3伸长计：能够测量试样上两个标记 点之间的距离，对试样无任何损伤和滑 移，能反映标记点的真实动程。伸长计 包括力学、光学或电子形式的。伸长计 的精度应不超过1mm。 117 n4.4蒸馏水：仅用于浸湿试样 ，见gbt 6682。 n4.5非离子润湿剂：仅用于浸湿试样 。 118 5试样试样 制备备 n5.1取样：按本规程t 11012006的规定 取样。 n5.2试样 数量：纵向和横向各剪取至少5块 试样 。 119 5.3试样试样 尺寸 n5.3.1无纺类 土工织物试样宽为 200mm1mm(不包括边缘 )，并有足够 的长度以保证夹 具间距100mm；为控 制滑移，可沿试样 的整个宽度与试样 长度方向垂直地画两条间隔100mm的标 记线 (不包含绞盘夹 具)。 n5.3.2对于机织类 土工织物，将试样 剪 切约220mm宽，然后从试样 的两边拆 去数目大致相等的边线 以得到 200mm1mm的名义试样宽 度，这有助 于保持试验 中试样 的完整性。 n注：当试样的完整性不受影响时，则可 直接剪切至最终宽度。120 121 n5.3.3对于土工格栅，每个试样 至少为 200mm宽，并具有足够长 度。试样 的夹 持线在节点处，除被夹钳夹 持住的节点 或交叉组织 外，还应 包含至少1排节点或 交叉组织 ；对于横向节距大于或等于。 75mm的产品，其宽度方向上应包含至少 两个完整的抗拉单元。 n如使用伸长计 ，标记 点应标 在试样 的中 排抗拉肋条的中心线上，两个标记 点之 间应 至少间隔60mm，并至少含有1个节 点或1个交叉组织 。 122 n5.3.4对于针织 、复合土工织物或其他 织物，用刀或剪子切取试样 可能会影 响织物结构，此时允许采用热切，但 应在试验报 告中说明。 n5.3.5当需要测定湿态最大负荷和干态 最大负荷时，剪取试样长 度至少为通 常要求的两倍。将每个试样编 号后对 折剪切成两块，一块用于测定干态最 大负荷，另一块用于测定湿态最大负 荷，这样 使得每一对拉伸试验 是在含 有同样纱线 的试样 上进行的。 123 5.4试样调试样调 湿和状态调节态调节 n5.4.1土工织物 n干态试验所用试样的调湿，按本规程t 11012006中的第5.1条规定进行。 n湿态试验 所用试样应 浸入温度为 202的蒸馏水中，浸润时间应 足以 使试样 完全润湿或者至少24h。为使试样 完全湿润，也可以在水中加入不超过0.05 的非离子型润湿剂。 124 5.4.2塑料土工格栅栅 n塑料土工格栅试样 状态调节 按规程规定 进行。 n5.4.3如确认试样 不受环境影响，则可不 进行调湿和状态调节 ，但应在报告中注 明试验时 的温度和湿度。 125 6试验试验 步骤骤 n 6.1拉伸试验机的设定 n 土工织物，试验前将两夹具间的隔距调至 100mm3mm；土工格栅按本方法5.3.3规定 进行。 n 选择试验 机的负荷量程，使断裂强力在满量 程负荷的3090之间。设定试验机的拉 伸速度，使试样的拉伸速率为名义夹持长度 的(201)/min (1220/min)。 n 如使用绞盘夹 具，在试验前应使绞盘中心 间距保持最小，并且在试验报 告中注明使用 了绞盘夹 具。 126 6.2夹夹持试样试样 n将试样 在夹具中对中夹持，注意纵向和 横向的试样长 度应与拉伸力的方向平行 。合适的方法是将预先画好的横贯试 件 宽度的两条标记线尽可能地与上下钳口的 边缘 重合。对湿态试样 ，从水中取出后 3min内进行试验 。 127 6.3试样预张试样预张 n对已夹持好的试件进行预张，预张力相当 于最大负荷的1，记录因预张试样产生 的夹持长度的增加值l0。 128 6.4使用伸长计时 n在试样上相距60mm处分别设定标记点(分 别距试样中心30mm)，并安装伸长计，注 意不能对试样有任何损伤，并确保试验中 标记点无滑移。 129 6.5测定拉伸性能 n开动试验机连续加荷直至试样断裂，停机 并恢复至初始标距位置。记录最大负荷， 精确至满量程的0.2；记录最大负荷下的 伸长量l，精确到小数点后一位。 130 n如试样在距钳口5mm范围内断裂，结果 应予剔除； n纵横向每个方向至少试验5块有效试样 。 n如试样在夹具中滑移，或者多于1/4的 试样在钳口附近5mm范围内断裂，可采 取下列措施： u(1)夹具内加衬垫； u(2)对夹在钳口内的试样加以涂层； u(3)改进夹具钳口表面。 n无论采用了何种措施，都应在试验报告 中注明。 131 6.6测定特定伸长率下的拉伸力 n使用合适的记录测量装置测定在任一特定 伸长率下的拉伸力，精确至满量程的0.2 。 132 7结结果计计算 n7.1拉伸强度 n计算每个试样的拉伸强度： =ff c 式中： -拉伸强度(kn/m)； ff -最大负荷(kn)； c -由下式(t1121.2)或式(t1121.3)求出； 133 n对于非织造品、高密织物或其他类似材 料： n c=1b (t1121-2) n b-试样的名义宽度(m)； 134 n对于稀松机织土工织物、土工网、土工格 栅或其他类似的松散结构材料： n c=nmns (t1121-3) n nm-试样1m宽度内的拉伸单元数； n ns-试样内的拉伸单元数。 135 7.2最大负荷下的伸长率 n计算每个试样的伸长率： n 100 n 伸长率()； n l0名义夹持长度(使用夹具时为100mm，使 用伸长计时为60mm)； n l0预负荷伸长量(mm)； n l最大负荷下的伸长量(mm)。 136 n7.3特定伸长率下的拉伸强度 n计算每个试样在特定伸长率下的拉伸力 ，用下式计算，用kn/m表示。 n例如，伸长率2时的拉伸强度： nf2=f2c n f2对应2伸长率时每延米拉伸强度(kn/m)； n f2对应2伸长率时试样 的测定负荷(kn) ； n c由式(t 1121.2)或式(t 1121.3)中求出。 137 7.4平均值值和变变异系数 n7.4.1分别对纵 向和横向两组试样 的拉伸 强度、最大负荷下伸长率及特定伸长率 下的拉伸力计算平均值和变异系数 n拉伸强度和特定伸长率下的拉伸力精确至 3位有效数字，最大负荷下伸长率精确至 0.1，变异系数精确至0.1。 n7.4.2每组有效试样为 5块。 138 8试验报试验报 告 n 试验报 告应包括以下内容： n (1)试样名称、规格； n (2)试样状态，湿样或干样； n (3)每个方向的试样数量； n (4)纵向和横向的拉伸强度； n (5)纵向和横向最大负荷下的伸长率； n (6)如果需要，分别计算出与2、5、10的伸长 率相对应的拉伸力； n (7)测定值的标准偏差或变异系数； n (8)试验机的型号： n (9)夹具型式，包括夹具尺寸、钳口表面型式、变形 测量系统和初始夹具隔距； n (10)如果需要，给出典型的负荷伸长曲线； n (11)任何偏离规定程序的详细说 明。 139 说说明 n土工合成材料的拉伸强度和最大负荷下伸 长率是各项工程设计 中最基本的技术指 标，拉伸性能的好坏，可以通过拉伸试 验进 行测试 。 n测定土工织物拉伸性能的试验方法有宽条 法和窄条法。 140 宽条和窄条试样(尺寸单位，mm) 141 n由于窄条试样在拉伸的过程中会产 生明显的横向收缩(颈缩)，使测得 的拉伸强度和伸长率不能真实反映 样品的实际情况； 142 n而采用宽条试样和较慢的拉伸速率，可以 有效地降低横向收缩，使试验结果更加符 合实际情况，所以国际标准和国外先进国 家的相关标准以及国标土工织物拉伸均采 用宽条法。 n但宽条法又带来其他一系列问题 u诸如，操作难度加大；夹具制作困难；试 验时局部破坏可能性增大等 143 144 n大量试验数据表明，50mm窄条样法 和200mm宽条样法试验结果没有可比 性，不存在相关关系，所以不能用折 算的方法将窄条试验的结果折算为宽 条试验的结果。 145 146 n本次修订，新增的宽条拉伸试验方法， 非等效采用了iso10319-1996(宽条样法) ，对于土工织物不再保留窄条法，对土 工格栅增加了宽条法。与国标 gb/t15788-1995相比，主要不同点是： u(1)明确了“宽条拉伸试验方法”适用于土工 织物、土工格栅拉伸性能试验，但不适用 于土工膜，土工膜应采用塑料拉伸性能 试验方法(gb/t10401992)。 u(2)给出了伸长率的定义及计算公式，增加 了名义夹持长度、实际夹持长度、预负荷 伸长和隔距长度的术语定义。 147 n(3)操作步骤中，明确规定了对夹持样品 的预张，预张力为最大负荷的1；拉 伸速率由20mm/min改为名义夹持长度 的(201)/min。 n(4)结果计算不再涉及割线模量，但给出 了特定伸长率下拉伸力的计算公式。 n(5)在实际操作中，如施加预张力夹持试 样较为烦琐，而拉伸试验机又具有绘制 应力-应变曲线的功能，也可采用松式 法夹持试样，但在计算伸长率时要把预 负荷伸长考虑进去。 148 十三、条带拉伸试验 n1适用范围 ul.1本方法规定了单筋、单条试样测 定土工合 成材料拉伸性能的试验方法。 u1.2本方法适用于各类土工格栅、土工加筋带 。 149 3定义义 n 3.1名义夹持长度 n 3.1.1用伸长计测 量时，名义夹持长度：在试样 的受力方向上，标记的两个参考点间的初始距 离，一般为60mm(两边距试样对 称中心为 30mm)，记为l0 。 n 3.1.2用夹具的位移测量时，名义夹持长度：初 始夹具的间距，一般为100mm，记为l0。 n 3.2预负荷伸长 n 在相当于最大负荷1的外加负荷下，所测的夹 持长度的增加值，以mm表示(见图t1123.1中的 l0)。 150 n3.3隔距长度 u试验机上下两夹持器之间的距离。当用夹具 的位移测量时，隔距长度即为名义夹持长度 。 n3.4实际夹 持长度 u名义夹持长度加预负荷伸长(预加张力夹持 时)。 151 3.5最大负荷 n试验中所得到的最大拉伸力，以kn表示( 见图t11231中的d点)。 152 3.6伸长长率 n试验 中试样实际夹 持长度内变形的增加 量与实际夹 持长度的比值，以表示。 n3.7最大负荷下伸长率 u在最大负荷下试样所显示的伸长率，以表 示。 153 3.8拉伸强度 n土工格栅试样 被拉伸直至断裂时每单位 宽度的最大拉伸力，以knm表示。 154 3.9断裂拉力 n土工加筋带单 条试样 被拉伸直至断裂过 程中所能承受的最大拉力，以kn表示。 155 4仪仪器设备设备 及材料 n4.1拉伸试验 机:具有等速拉伸功能，拉伸 速率可以设定，并能测读 拉伸过程中试 样的拉力和伸长量，记录 拉力伸长曲线 。 n4.2夹具：钳口应有足够的约束力，允许 采用适当措施避免试样 滑移和损伤 。 u注：对大多数材料宜使用压缩式夹具，但对 那些使用压缩式夹具出现过多钳口断裂或滑 移的材料，可采用绞盘式夹具。 156 n4.3伸长计：能够测量试样上两个标记 点之间的距离，对试样无任何损伤和 滑移，能反映标记点的真实动程。 u伸长计包括力学、光学或电子形式的， 精度应不超过1mm。 157 5试样试样 制备备 n5.1取样：按本规程t11012006的规定取 样。 n5.2试样 数量：土工格栅纵 向和横向各裁 取至少5根单筋试样 ；土工加筋带裁取至 少5条试样 。 158 5.3试样试样 尺寸 n5.3.1对于土工格栅，单筋试样应 有足够 的长度，试样 的夹持线在节点处，除被 夹钳夹 持住的节点或交叉组织 外，还应 包含至少1个节点或交叉组织 。 u如使用伸长计，标记点应标在筋条试样的 中心上，两个标记点之间应至少间隔60mm ，并至少含有1个节点或1个交叉组织，夹持 长度应为数个完整节距。 159 n5.3.2对于土工加筋带，试样应 有足够的 长度以保证夹 具间距100mm。为控制滑 移，可沿试样 的整个宽度与试样长 度方 向垂直地画两条间隔100mm的标记线 (不 包含绞盘夹 具)。 n5.4试样调 湿和状态调节 ：按本规程 t110l中的第5条规定进行。 160 6试验试验 步骤骤 n6.1拉伸试验 机的设定 n选择试验 机的负荷量程，使断裂强力在 满量程负荷的3090之间。设定试 验机的拉伸速度，使试样 的拉伸速率为 名义夹 持长度的(201)/min。如使用 绞盘夹 具，在试验 前应使绞盘 中心间距 保持最小，并且在试验报 告中注明使用 了绞盘夹 具。 161 6.2试样试样 的夹夹持和预张预张 n将试样 在夹具中对中夹持，对已夹持好 的试件进行预张 ，预张 力相当于最大负 荷的1，记录 因预张试样产 生的夹持 长度的增加值lo(见图 t11231)。 162 6.3使用伸长计时长计时 n在分别距试样 中心30mm的两个标记 点处 安装伸长计 ，不能对试样 有任何损伤 ， 并确保试验 中标记 点无滑移。 163 6.4测测定拉伸性能 n开动试验 机连续 加荷直至试样 断裂，停 机并恢复至初始标距位置，记录 最大负 荷，精确至满量程的0.2；记录 最大负 荷下的伸长量，精确到小数点后1位。 164 n 如试样在距钳口5mm范围内断裂，结果应予剔 除。如试样在夹具中滑移，或者多于1/4的试样 在钳口附近5mm范围内断裂，可采取下列措施 ： n (1)夹具内加衬垫； n (2)对夹在钳口内的试样加以涂层； n (3)改进夹具钳口表面。 n 无论采用了何种措施，都应在试验报 告中注明 。 165 6.5测测定特定伸长长率下的拉伸力 n使用合适的记录测 量装置测定在任一特 定伸长率下的拉伸力，精确至满量程的 0.2。 166 7结结果计计算 n 7.1拉伸强度 n 7.1.1土工格栅试样 拉伸强度按式(t1123.1)计算 ： n f=f n/l n f拉伸强度(knm)； n f试件的最大拉伸力(kn)； n n样品宽度上的筋数； n l样品宽度(m)。 n 7.1.2土工加筋带试样断裂拉力，以试件最大拉 伸力表示，单位为kn。 167 n7.2试样 最大负荷下的伸长率按式 (t1123-2)计算(见图 t1123.1)： n 最大负荷下的伸长率()； n l0名义夹持长度(使用夹具时为 100mm，使用伸长计时为 60mm)； n lo预负荷伸长量(mm)； n l最大负荷下的伸长量(mm)。 168 7.3特定伸长长率下的拉伸力 n 7.3.1土工格栅试样 特定伸长率下的拉伸力按式 (t11233)计算。 n 例如，伸长率为2时的拉伸强度： n f2=f2nl n f2对应2伸长率时每延米拉伸强度(kn/m)； n f2对应2伸长率时试件的拉伸力(kn)； n n样品宽度上的筋数； n l样品宽度(m)。 169 n7.3.2土工加筋带试样 特定伸长率下的拉 伸力以试件特定伸长率下的拉力表示， 单位为kn。 170 7.4平均值值和变变异系数 n 7.4.1按本规程t1102-2006的规定对土工格栅的 拉伸强度、最大负荷下伸长率和特定伸长率下 的拉伸力计算平均值和变异系数。 n 7.4.2按本规程t11022006的规定对土工加筋 带的断裂拉力、最大负荷下伸长率和特定伸长 率下的拉伸力计算平均值和变异系数。 n 7.4.3拉伸强度、断裂拉力和特定伸长率下的拉 伸力精确至3位有效数字，最大负荷下伸长率计 算到小数点后1位，按gb8170修约到整数，变 异系数精确至0.1。 n 7.4.4每组有效试样为 5个。 171 8试验报试验报 告 n 试验报 告应包括以下内容： n (1)试样名称、规格型号； n (2)试样状态； n (3)每个方向的试样数量； n (4)纵向和横向的平均拉伸强度； n (5)纵向和横向最大负荷下的伸长率； n (6)如果需要，计算特定伸长率下的拉伸力； n (7)标准偏差或变异系数； n (8)试验机的型号； n (9)夹具型式，包括夹具尺寸、钳口表面型式 、变形测量系统和初始夹具隔距； n (10)任何偏离规定程序的详细说 明。 172 例题 n单向土工格栅条带拉伸试验，试样为一个 单筋试样，样品1m长度内有肋数为21， 试验数据如下，求其拉伸强度和最大负荷 下的伸长率。(k取值2.18) 173 174 175 nf=f c nc=nmns nf-试件的最大拉伸力(kn)； nnm-试样1m宽度内的拉伸单元数； nns-试样内的拉伸单元数。 n (如果改成宽条带试验呢？试样内的拉伸单元数为6。如何 计算？) nf=1.08(kn)；nm=21 ;ns=1 n拉伸强度f=f c=1.0821=22.6822.7 kn/m n伸长率=7.39 7% 176 问题讨论问题讨论 1.破坏形式 大多数土工合成材料的拉力 随伸长量的增加而增加