土工合成材料试验201304-2

1、1十五、垂直渗透性能试验十五、垂直渗透性能试验(恒水头法恒水头法)q渗透系数是土工合成材料的一项重要工程指标,主要通过垂直和水平渗透试验来确定相应的渗透系数。q公路土工合成材料主要是测定其垂直渗透系数,确定土工合成材料在法向水流作用下的透水特性。2q土工织物用作反滤材料时，流水的方向垂直于土工织物的平面，此时要求土工织物既能阻止土颗粒随水流失，又要求它具有一定的透水性。垂直渗透性能主要用于反滤设计，以确定土工织物的渗透性能。 31适用范围适用范围q1.1本方法规定了土工织物及复合土工织物在系列恒定水头下垂直渗透性能的试验方法。q 1.2本方法适用于土工织物和复合土工织物。42引用标准引用标准q

2、 GBT 7489v水质v溶解氧的测定v碘量法q GB 8170数值修约规则53定义定义q3.1流速指数v试样两侧50mm水头差下的流速，精确到1mms。注：也可取100mm、150mm水头差下的流速，但应在报告中注明。q3.2垂直渗透系数v在单位水力梯度下垂直于土工织物平面流动的水的流速(mms)。q3.3透水率v垂直于土工织物平面流动的水，在水位差等于1时的渗透流速(1s)。6达西定律达西定律qv=ki vK为渗流系数 vv为渗流速度 vi=(h2-h1)/L为水力坡度qK=v/iqQ=vF,v=Q/F74仪器设备及材料仪器设备及材料8q4.1恒水头渗透仪(见图T 1141-1) q4.1

3、.1渗透仪夹持器的最小直径50mm，能使试样与夹持器周壁密封良好，没有渗漏。q4.1.2仪器能设定的最大水头差应不小于70mm，有溢流和水位调节装置，能够在试验期间保持试件两侧水头恒定，有达到250mm恒定水头的能力。q4.1.3测量系统的管路应避免直径的变化，以减少水头损失。q4.1.4有测量水头高度的装置，精确到0.2mm。94.2供水系统供水系统q 4.2.1试验用水应按GB/T 7489对水质的要求采用蒸馏水或经过过滤的清水，试验前必须用抽气法或煮沸法脱气脱气，水中的溶解氧含量不得超过10mgkgq4.2.2 溶解氧含量的测定在水入口处进行，溶解氧的测定仪器或仪表应符合GB/T 748

4、9的有关规定。q4.2.3水温控制在1822。10q注：由于温度校正(见表T1141-1)只同层流相关，流动状态应为层流；工作水温宜尽量接近20，以减小因温度校正带来的不准确性。11q4.3其他用具q4.3.1秒表，精确到0.1s。q4.3.2量筒，精确到10mL。q4.3.3温度计，精确到0.2。125试样制备试样制备q5.1取样：按规定取样。q5.2试样数量和尺寸：试样数量不小于5块，其尺寸应与试验仪器相适应。q5.3试样要求：试样应清洁，表面无污物，无可见损坏或折痕，不得折叠，并应放置于平处，上面不得施加任何荷载。136试验步骤试验步骤q6.1将试样置于含湿润剂的水中，至少浸泡12h直至

5、饱和并赶走气泡。q湿润剂采用0.1V/V的烷基苯磺酸钠。q6.2将饱和试样装入渗透仪的夹持器内，安装过程应防止空气进入试样，有条件时宜在水下装样，并使所有的接触点不漏水。14q6.3向渗透仪注水，直到试样两侧达到50mm的水头差。q关掉供水，如果试样两侧的水头在5min内不能平衡，查找是否有未排除干净的空气，重新排气，并在试验报告中注明。15q6.4调整水流，使水头差达到70mm5mm，记录此值，精确到1mm。q待水头稳定至少30s后，在规定的时间周期内，用量杯收集通过仪器的渗透水量，体积精确到10mL，时间精确到s。q收集渗透水量至少1000mL，时间至少30s。v如果使用流量计，流量计至少

6、应有能测出水头差70mm时的流速的能力，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。16q6.5分别对最大水头差0.8(56mm)、0.6、0.4和0.2倍(14mm)的水头差，重复6.4的程序q从最高流速开始，到最低流速结束，并记录下相应的渗透水量和时间。q注：如土工织物总体渗透性能已确定，为控制产品质量也可只测50mm水头差下的流速。17q6.6记录水温，精确到0.2。q6.7对剩下的试样重复6.26.6的步骤。187结果计算结果计算q7.1流速指数q(1)按下式计算20时的流速v20(mms) q如果使用流速仪，流速vT直接测定， v20=VTRT19q(2)计算每块试样不同

7、水头差下的流速v20。v使用计算法或图解法，用水头差h对流速v20通过原点作曲线。在一张图上绘出5个试样的水头差h对流速v20的曲线5条。q(3)通过计算法或图解法求出5个试样50mm水头差的流速值，给出平均值和最大、最小值。q平均值为该样品的流速指数，精确到1mm/s。2020406080hv5050217.2垂直渗透系数垂直渗透系数q 按下式计算实际水温下的垂直渗透系数k： 22q 按下式计算20水温下的垂直渗透系数k20 23247.3透水率透水率q按下式计算水温20时的透水率20 258试验报告试验报告q试验报告应包括以下内容：q(1)样品名称、规格型号和状态描述；q(2)样品状态的描

8、述；q(3)试验日期；q(4)渗透仪规格型号、主要技术指标；q(5)试样有效过水面积；26q(6)测定全部渗透性能时，每个试样的流速对水头损失曲线的集合；q(7)水头差50mm时的流速指数(VI50)，如需要，给出垂直渗透系数和透水率；q(8)水温范围；q(9)供水方式和溶解氧值；q(10)任何偏离规定程序的详细说明。27q在测试过程中还应注意以下几点：q(1)试件放在渗透仪夹持器中，要注意旋紧夹持器压盖，以防止水从试样被压部分的内层渗漏渗漏；同时要保持夹持器的压盖与试样盒内壁密封，防止侧漏影响试验结果。28q(2)试件必须进行浸泡处理，目的在于排尽试样内部的空气空气，必要时可在浸泡过程中进行

9、人工挤压排气，以保证试验结果的准确。q(3)各种土工织物的渗透性能相差很大，统一规定只装一片饱和试样有的产品很难达到两侧50mm的水头差，可以考虑以满足试样两侧达到50mm的水头差为前提，确定采用单层还是多层多层试样进行试验。29q试验中必须要保证试样与渗透仪内壁之间不得发生漏水现象。v但对于采用常规测压管测读水位的仪器而言,要求采用多层多层试样,且总厚度不小于210cm,要保证试样与渗透仪内壁不漏水则比较困难。q另外,土工合成材料的厚度将影响水力梯度和渗透系数的精度,因此要求准确测定土工合成材料的厚度。30十六、十六、水平渗透试验水平渗透试验本试验适用于沿水平方向具有输水能力的各类土工织物和

10、土工复合品。试样应事先饱和或在渗透仪上抽气饱和31十七、握持拉伸试验十七、握持拉伸试验q(一)试验目的、方法和适用范围q握持拉伸试验用于测定土工织物的握持力。握持力是试样在局部夹持条件下被拉伸至破坏所需拉力，它表示土工织物抵抗集中荷载的能力。32(二二)试验设备试验设备q试验可用条带拉伸试验的拉力机。握持夹具钳口面宽25mm，沿拉力方向钳口面长50mm。33q分别计算握持强度和延伸率的平均值、标准差和变异系数。 34十八、直剪摩擦试验十八、直剪摩擦试验用于测定土与土工合成材料沿界面的摩擦特性.(一)、仪器和仪具 1.应变控制式直接剪切仪，由剪切盒、垂直加荷系统、剪切传动装置、测力计和位移量测系统等组成，如图所示。 图 直剪仪示意图 1填土或木块；2-填土；3-加压板4-试样 35十九十九、梯形撕破强力试验、梯形撕破强力试验363738二十、蠕变试验二十、蠕变试验 q蠕变是指在长期固定荷载作用下，材料的变形随