公路检测工程师《道路工程》知识点:土工合成材料水力性能试验

　　1.垂直渗透性能试验(恒水头法)

　　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。

　　本方法适用于土工织物和复合土工织物。

　　1)仪器设备及材料

　　(1)恒水头渗透仪(图2-67)。

　　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。

　　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。

　　③测量系统的管路应避免直径的变化，以减少水头损失。

　　④有测量水头高度的装置，精确到0.2mm。

　　(2)供水系统

　　①试验用水应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，水中的溶解氧含量不得超过10mg/kg。

　　②溶解氧含量的测定在水入口处进行。

　　③水温控制在18～22°C。

　　(3)其他用具

　　①秒表，精确到0.1s。

　　②量筒，精确到10ml。

　　③温度计，精确到0.2°C。

　　2)试样制备

　　(1)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。

　　(2)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。

　　3)试验步骤

　　(1)将试样置于含湿润剂的水中，至少浸泡12h直至饱和并赶走气泡。湿润剂采用1%V/V的烷基苯磺酸钠。

　　(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。

　　(3)向渗透仪注水，直到试样两侧达到50mm的水头差。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。

　　(4)调整水流，使水头差达到70±5mm，记录此值，精确到1mm。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。收集渗透水量至少1000mL，时间至少30s。如果使用流量计，流量计至少应有能测出水头差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。

　　(5)分别对最大水头差0.8、0.6、0.4、0.2倍的水头差，重复(4)的程序，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。如果使用流量计，适用同样的原则。

　　(6)记录水温，精确到0.2 ℃ 。

　　(7)对剩下的试样重复(2)～(6)的步骤。

　　2.耐静水压试验

　　土工合成材料中的土工膜和复合土工膜，防渗性能是其重要的特征指标之一，在实际应用中对工程寿命有重要的影响。

　　本方法适用于土工膜和复合土工膜。

　　1)仪器设备及材料

　　耐静水压的测定装置应包括进水调压装置、试样夹持及加压装置、压力测定装置等。其主要部件及要求如下：

　　(1)进水调压装置：包括水源、气源、调压阀等，调压范围至少0~2.5MPa，应具有压力恒定功能，加压系统误差±2%。

　　(2)试样夹持及加压装置：由集水器、支撑网和多孔板组成。集水器一般为圆筒状，内腔直径为200±5mm;多孔板内均匀分布直径为0.05mm的小透孔，孔的中心间距离6mm;试样夹持后应保证无漏水。

　　(3)压力测定装置：量程范围0~2.5MPa，分辨率0.05MPa。

　　2)试样制备

　　试样数量和尺寸：从样品上剪取3块试样，其大小应适合使用的仪器。试样上不能有损伤和疵点。

　　3)试验步骤

　　(1)开启进水加压装置，使水缓慢地进入并充满集水器，直至刚好要溢出。

　　(2)将试样无褶皱地平放在集水器内的网上，溢出多余水以确保集水器内无气泡;将多孔板盖上，均匀地夹紧试样。

　　对于由纺织材料与膜材复合的试样，应使膜材一面对水面;对于两面是纺织材料而膜处于中间的复合材料，可将面对水面一侧的纺织材料边缘相应于将被夹持的环形部分小心地剥去，也可在被夹持的环形部分涂上玻璃胶等黏合剂，以确保试样被夹持的部分不漏水。

　　(3)缓慢调节加压装置，使集水器内的水压上升至0.1MPa;如能估计出样品耐静水压的大致范围，也可将水压直接加到该范围的下限，开始测试。

　　(4)保持上述压力至少1h，观察多孔板的孔内是否有水渗出。

　　(5)如试样未渗水，以每0.1MPa的级差逐级加压，每级均保持至少1h，直至有水渗出时，表明试样有渗水孔或已出现破裂，记录前一级压力即为该试样的耐静水压值，精确至0.1MPa。

　　(6)如只需判断试样是否达到某一规定的耐静水压值，则可直接加压到此压力值并保持至少1h，如没有水渗出，则判定其符合要求。

　　(7)按照(1)—(6)步骤测定其余试样。

　　4)试验结果

　　以3个试样测得耐静水压值中的最低值作为该样品的耐静水压值。

　　3.有效孔径试验(干筛法)

　　孔径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。表征土工织物孔径特征的指标是有效孔径，有效孔径是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。

　　本方法规定了用干筛法测定土工织物孔径的试验方法。本方法适用于土工织物和复合土工织物。

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