土工织物测试翻译课件

GeotextileTesting土工织物测试,contents目录,前言1.力学性能测试（刺破强度，握持强力，条带拉伸，宽条拉伸）（胀破强度，梯形撕裂强度）2.水力性能测试（干筛孔径，垂直渗透系数，水平渗透系数及其产品）3.物化性能（织物质量，厚度，抗紫外性能，耐化学性能，生物耐久性）4.国际测试方法（力学性能测试，水力性能测试，物化性能）,前言,普遍的实验室测试方法为土工织物的测试提供了良好的基础。纺织行业与建筑工业的专业术语间的差异，使得测试结果与具体的应用计算之间的交流变得困难。土工织物的评价体系最初是严格按照纺织行业制定的标准而实施的。针对土工织物的测试方法也是近来才引入并逐渐被大家接受的。,前言,建筑师必须对不同建筑项目中需要的土工织物类型及其功能做出判断。而土工材料性能往往不是由某个参数决定。比如说，某种具有良好渗透性的土工织物并不适用，因为它的刺穿性能较差不足以在安装过程中保持完好。相关的参考文献可以在相关章节中找到。通过国家标准机构对土工织物的测试，对一些特征的许多测试方法有了改进，但方法与方法之间没有可比性。对于不同的土工织物，要采用相同的标准才能进行比较。,对测试结果的解释,厂家主要采用典型值和最小平均波动值。了解这两个值的区别非常重要。这两个是基于统计学的标准正态分布曲线获得的。典型值是峰值：50%的数据都在峰值两侧；最小平均波动值：95%的数据都在峰值两侧，这些数据中的最小值就是最小平均测试值。,对测试结果的解释,每一个性能的典型测试值与取得样品和测试方法有关。多组数据的所有典型测试值的平均值就是典型平均测试值。而最小平均测试值是所有典型测试值的平均值减去连个标准偏差。要使土工织物材料的性能与标准一致，就应该遵照ASTMD4759（测定土工合成材料规范一致性的标准实施规程）。这个标准为使用者测定土工合成材料性能与适用要求的一致性提供了方法。,1.1刺破强度测试（ASTMD4833）,本方法用来衡量土工织物，土工膜及其相关产品的抗刺穿系数。该方法用来表达织物受到集中应力时，比如在道路和加筋结构中压实填充物，铁路路基填实，乱石堆放以及填充排水沟等等的时候，织物的力学性能。待测试样在测试仪器上无张力地固定在圆环形的盘上。用一个坚实钢棒对试样中央无支持力的部分施加外力直到试样发生破裂。记录的最大的力就是试样的刺破强度。,1.1刺破强度测试（ASTMD4833）,本测试方法并没有考虑土壤对性能的影响，所以只能间接使用。,图3.2抗刺穿实验,速率12in./min.单位1bs.,1.2握持强力测试（ASTMD4632）,该方法用来测试土工织物试样的拉伸性能的测试指标。本测试方法并没有考虑土壤对力学性能的影响。随着测试宽度的增加，握持强力也会相应增加，这是因为试样越宽，单根纤维之间接触长度更大了。试样通过夹具承受拉伸应力，夹具的宽度远比试样小得多。拉伸速率30s或者12in/min单位1bs,1.2握持强力测试（ASTMD4632）,试验结果不仅取决于织物强力，还与刚度有关。刚性材料可以将夹具施加的外力分散开，导致相对高的强力值。高的抗拉强度不一定等于实际的断裂强度。断裂出现在夹具处时，力没有分散在整个织物上。未破坏的材料在两个夹具周围形成环形，尽管试样已经出现局部破坏，但仍然可以吸收后来的拉力。如此，伸长率就相对变大了，这也是有些标准会减去这个影响的原因。握持强力伸长率是在测试握持强力时获得的。其伸长率是通过比较试样初始长度与试样断裂时长度获得的。强力和伸长率时织物在受到一维方向的力表征其性能的很好的方法。单位%,1.3条式布强力测试（ASTMD1682）,这是土工织物材料用的最多的测试方法。这起源于纺织行业用来控制产品质量的测试方法。该方法与握持强力试验方法相似，只是试样更窄些。试样尺寸2in*6in夹具长度3in+0.05in拉伸速率30s或12in/min单位1bs,1.4宽条拉伸测试（ASTMD4595）,本标准规定了用宽条试样测定土工布及其有关产品拉伸性能的方法。本方法中试样的宽度比长度大，这是本方法与其他测定织物抗拉伸性能方法的根本区别所在。因为一些土工布再负荷作用下加持长度范围内有收缩（“颈缩”）的趋势。较大的宽度降低了这些土工布的收缩影响，并可提供与所期望的土工布现场工作特性较为接近的指标。土工织物的宽条拉伸性能为材料在加筋上的应用提供了设计参数，比如说：给软基的加筋路基设计，加筋土挡土墙，加筋斜坡等等。,1.4宽条拉伸测试（ASTMD4595）,宽度8in（200mm）夹距4in（100mm）拉伸速率40mm/min单位1bs./in.,1.4宽条拉伸测试（ASTMD4595）,用于土工布拉伸试验的夹具,1.5胀破强度测试（ASTMD3786）,胀破试验模拟的是土工织物通过饱和细颗粒土进入粗材料的空隙中的情形。土工织物被固定在圆环形的夹具上，水压通过高弹橡胶膜施加在土工织物上。测试前织物平整安放，并牢牢固定，测试时织物可以随着不断增加的水压而凸起。凸起需要的压力主要取决于圆环形夹具的直径随着直径的增加，水压也相应增加。测试速率95ml/min测试结果的单位psi,1.5液压胀破强度（ASTMD3786）,图3.4胀破测试的设备,1.6撕破强力（ASTMD4533）,当织物出现破损时，材料能否在已有切口处抵抗继续撕裂的能力非常重要。在特殊应用中，抵抗撕裂的能力会在众多方面影响土工织物。撕破强力可以用来表征织物抵抗继续撕裂的能力。梯形剪切撕破需要在一边预置切口。在土工织物有切口的一边被夹具紧紧拉住，没有切口的一边比较宽松。拉伸速率12in/min单位1bs,图3.5梯形撕裂试样,2水力性能测试,当土工织物用于矿物的过滤时，要满足两种对冲设计标准：阻隔开口要足够小才能阻止颗粒在水的冲击下透过织物。渗透开口要足够大才能实现排水和释放水压。干筛法就是来测定土工织物防止颗粒透过的能力。而渗透性和透过率则用来表征土工织物的流量和渗透速率。,2.1干筛法有效孔径（ASTMD4751）,干筛法就是来测定土工织物防止土壤中的颗粒物质透过织物的能力。用与实际相符的玻璃珠来模拟土壤环境，有效孔径指通过土工织物的近似最大颗粒直径，用mm表示。如织物允许5%的颗粒（以质量计）通过筛布的那歌孔径记为O95。O95表示土工织物中95%的孔径低于该值。有效孔径不能用作抗阻塞的指标。,2.1干筛法有效孔径（ASTMD4751）,定义织物的有效孔径的可以用以下两种方式：AOSmax美国标准筛号80或80+AOSmax0.18mm或0.18mm-玻璃珠等级分数，比如美标里面的筛号，如No.100-120，80-100，60-70，每个1.75盎司。振筛时间10分钟,2.1干筛法有效孔径（ASTMD4751）,2.2垂直渗透系数（ASTMD4491）,该方法是在土工织物未压缩的状态下，测试织物的导水性能，叫做渗透率。采用两种方法：静水头试验和动水头实验。试验结果受试验设备影响，不同设备获得的渗透性能之间只在一定条件下有可比性。表征结果时，要表示测试条件中的层流条件（水流梯度id10,d952Df土壤总量：0.160.7盎司/平方英寸浸泡深度：4英寸浸泡次数：2000在水下的时间：71秒在水上的时间：305秒测试持续时间：24小时,4.2.2渗透测试,由FranziusInstitute,HanoverUniversity（FRG）指导。测试在水力梯度大约为i=2的一定压力下进行。测试不同负荷水平（0.3-30psi），通常使用脱气水。几层土工织物（厚度0.8英寸）被装在一个渗透性测试装置上。平面流动的直径为5.7英寸。计算得到K值。其中：Kv68土工织物平面渗透系数q测试平面流动量d作为荷载的试件厚度F湿润的面积样品测试前后水压差测试温度条件下的动态水粘度与68下动态水粘度的比值,4.2.2渗透测试,SN640550（瑞士）瑞士的测试方法在一个3psi负荷与30psi恒定的水压下，在脱气软化水中进行。依据厚度要求，一层或更多层土工织物装在装置上。湿润表面的面积为15.5平方英寸。在3psi的负荷条件下，水力梯度应为10，在30psi的负荷条件下，水力梯度应该不超过20。,4.2.2渗透测试,通过以下公式可以计算得到每个负荷水平条件下的介电常数。其中，介电常数Q流动速率样品两边的水压差F湿润的面积T承受负荷的土工织物厚度土工织物平面渗透系数,4.2.3土工织物平面渗透性测试,由FranziusInstitute,HanoverUniversity（FRG）指导。测试在水力梯度大约为i=2的一定压力下进行。测试不同负荷水平（0.3-30psi），通常使用脱气水。在这种方法中，一层或几层土工织物被浸透，在织物的表面流动（超过4英寸宽度，6.5英寸的长度）并保持恒定。使用的负荷大小从0.3增加到30psi，使用以下公式可以计算得到每个负荷水平下的K值。,4.2.3土工织物平面渗透性测试,计算得到每个负荷水平下的K值其中，68土工织物平面渗透系数q流动速率h样品测试前后水压差l水流距离d承受负荷的土工织物厚度b织物样品的宽度测试温度条件下的动态水粘度与68下动态水粘度的比值,4.2.3土工织物平面渗透性测试,SN640550（瑞士）瑞士的测试方法在一个3psi负荷与30psi恒定的水压下，在脱气软化水中进行。一层土工织物被安装在一个特殊的渗透仪上。测试样品的水流通过宽度和长度为4英寸。在3psi的负荷下，水力梯度为i=2，在30psi的负荷下，水力梯度不应超过4。,4.2.3土工织物平面渗透性测试,通过以下公式可计算得到透过率。其中：透过率L流动长度B流动宽度T承受负荷的土工织物厚度样品两边的水压差渗透系数,4.3物理性能,将暴露的样品的窄条拉伸强度和原始的样品的窄条拉伸强度进行比较，减少的部分以百分比标明。（与95%统计概率的中值比较）,4.3.1紫外稳定性SN640550（瑞士）,