土工合成材料检测介绍PPT课件

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土工合成材料测试技术 目 录一、土工合成材料发展概述 发展、基本功能、原材料及产品类型二、标准与规范 应用技术标准，测试标准，产品标准三、性能与测试 工程应用中质量控制常规检测项目；材料质量检测所依据的测试的方法与标准土工合成材料发展概述土工合成材料 Geosynthetics = Geo 土地 + Synthetics 化学合成物 是一种新型的建筑材料。是以人工聚合物，如塑料、合成纤维、橡胶等为原材料，制成的各种类型的用于建筑工程的产品的统称。土工合成材料是相对于传统的木材、钢筋、水泥的第四种建筑材料。早期产品主要是透水的土工织物（俗称土工布）和基本不透水的土工膜以及组合产品，称为：土工织物、土工膜和相关产品。 随着工程建设需要和制造技术发展，产品种类不断扩展，1994年在新加坡召开的第5届国际土工合成材料学术讨论会议上正式定名为：土工合成材料。 土工合成材料发展概述以天然植物作为岩土工程材料，已经有几千年的历史： 5000年前，中国人将天然植物纤维与土、石混合用于土木建筑，如茅草作为土的加筋材料，在我国北方的大部分地区仍在沿用； 3000年前，巴比伦人运用土中加筋技术修建庙塔；荷兰人在水利工程上，大量利用柳条加固堤防，防止冲刷。但天然植物易于腐烂，不能耐久；金属容易锈蚀；到20世纪30年代，塑料、合成纤维和合成橡胶问世。土工合成材料随化学工业聚合物的发展和工程拓展而兴起，其应用技术则依赖于岩土力学基本原理。土工合成材料发展概述创始人之一吉劳德教授（Dr.Giroud.J.P.）---- “可能是岩土工程历史上的一次重要革命”。土工合成材料开始应用的确切年代已难以考证，只能从部分早期有里程碑意义的工程事例中知其大概：上世纪30年代，聚氯乙烯土工膜已被应用于游泳池防渗； 1953年美国垦务局开始用聚乙烯膜于渠道防渗；前苏联也较早地在渠系上铺设设低密度聚乙烯膜； 1958年美国佛罗利达州在海岸块石护坡下展铺土工织物作反滤护垫，至今被认为是近代史土工织物应用的发端； 土工合成材料发展概述 1952～1953年荷兰遭遇特大风暴，造成重大生命财产损失，灾后启动著名的三角洲工程，这个项目动用了大量的早期的土工织物，因此大大推动了土工织物的发展； 1968年，荷兰开发研制成双层土工织物缝制成的用于护岸的砼模袋。 1968年法国的罗纳.普朗克（Rhone Poulenc）公司首创无纺土工织物，可替代传统的砂砾料用作滤层， 使土工织物的应用领域广为拓展；上世纪八十年代初英人麦瑟（Mercer）发明了以聚合物制成的至今仍为土加筋的最佳材料的土工格栅（Geogrid）。 土工合成材料发展概述七十年代末有了塑料排水带，替代砂井用于软基排水固结。八十年代后期，大体积土工包产生，土工包放置在开底船上容纳废弃物、疏浚土料等后封闭，靠GPS定位系统运到指定水域，开启船底投放，修成水下稳定平台、防波堤等，或控制海底侵蚀和建潜坝结构等。以有纺织物制成的大直径大长度的土工管袋，可容纳疏浚泥沙、淤泥等物，脱水固结，形成连续大体积土管袋，可作岸边的防冲障墙，也可建成河工丁坝、顺坝，以及围垦造地、兴建人工岛。 土工合成材料发展概述为了改善生态、保护环境，各种三维土工网垫相继问世，可用于坡面植草。环保问题的高度重视，不仅防渗用土工膜及应用技术有了很大的改进，也促成了土工合成材料膨润土垫（GCL）的研制成功， GCL结合土工膜构成垃圾填埋场的防渗系统。并逐渐推广到渠道、水池和人工湖等防渗。 土工合成材料发展概述土工合成材料的应用在我国的发展可归纳为四个阶段。（一）自发应用时期早在上世纪六十年代，山东打渔张灌区、河南人民胜利渠即采用塑料薄膜作渠道防渗，后推广用于水池、水库等防漏； 1965年辽宁桓仁水电站用沥青聚氯乙烯膜为混凝土支墩坝上游面止裂防漏； 1976年江苏长江岸边的江都嘶马以扁丝土工织物结合混凝土块压重，制成软体沉排防治江岸冲塌；这一时期的特点，是个别工程应用该材料，既无一定规格的的产品，也无定型的设计方法，纯属按既往岩土工程经验，群众性自发应用。 土工合成材料发展概述（二）技术引进时期八十年代初，铁科院用杜邦公司赠送的2万平方米无纺土工织物，试用于治理铁道长期存在的翻浆冒泥病害，算是我国采用正规土土合成材料的开端。土工模袋的引进，并由无锡毛纺织染厂将其国产化。 1983年又引进了加筋技术和加筋土工格栅。到九十年代中期，自行研究出国产化产品。 土工合成材料发展概述（三）组织建立时期 1983年，国际土工织物学会（简称IGS）成立，1994年更名为国际土工合成材料学会（仍简称IGS）； 1984年底，成立了“土工织物科技情报协作网”； 1986年更名为“土工合成材料技术协作网”； 1995年正式成立 “中国土工合成材料工程协会” (简称CTAG)，为国家一级学术组织； 1990年我国正式成为第6个国家会员，建立了国际学会中国委员会（CCIGS），负责国际上技术交流； 土工合成材料发展概述 1986年至今先后在天津、沈阳、仪征、宜昌、西安、上海召开了七届全国土工合成材料学术会议，2012年在天津召开了第八届。目前协会设有加筋、排水、环保、测试四个专业技术委员会，协会网址 ： ctag.org.cn ; QQ群号 ：75195836 土工合成材料发展概述（四）步入标准化时期 1998年的特大洪水中，国家领导与各部门领导认识了土工合成材料在防汛抢险中的显著作用，国家领导人多次批示要在长江防洪抢险和修复堤坝等水利工程中，大量的采用土工合成材料，并取得了良好的效果；水利部率先编制土工合成材料应用技术规范 SL/T225-1998《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》，结束了我国无标准的状态；之后国家标准和铁路、公路、水运的行业技术标准随之发布；产品标准和材料测试标准紧随其后。 1998年年底，土工合成材料及技术步入规范化时期。 土工合成材料基本功能滤层作用排水作用隔离作用加筋作用防护作用防渗作用包容作用土工合成材料基本功能 Filtration - 滤层作用/过滤作用 材料让液体（水）顺畅通过的同时，不允许骨架土颗粒随水流流失的作用。把土工织物放置于土体表面或相邻土层之间，可以有效的阻止土颗粒通过，从而防止由于土颗粒的过量流失而造成土体的破坏，同时允许土中的水或气体穿过土工织物自由排出，以免由于空隙水压力的升高造成土体的失稳等不利后果。例如，土工织物用来阻止土粒迁移进排水骨料或排水管而同时使水能流经系统。土工织物也用在海岸和河岸的抛石和其它护岸材料下以防土壤流失。 此种功能是保持土体结构稳定性的关键要求。土工合成材料基本功能 利用无纺土工织物建造土坝粘土斜墙过渡层反滤的示意图土工合成材料基本功能 Drainage –排水作用 材料能让水流沿其内部排走的能力。它作为传统排水材料砂砾料的替代料。无纺土工织物、复合排水材料、排水管与塑料排水带有此功能。 土工合成材料基本功能 Separation – 隔离作用 将两种不同的材料分隔使其不混和的功能。例如：将铁路轨道下道碴碎石和地基细粒土隔开。用于隔离的材料常为土工织物或土工膜。通过隔离可保持介质和结构的完整性和稳定性。土工合成材料基本功能 Reinforcement – 加筋作用 土工合成材料埋在土体之中，可以扩散土体的应力，增加土体的模量，传递拉应力，限制土体侧向位移，增加土工合成材料和其他材料之间的摩擦力，提高土体及有关建筑物的稳定性。土工合成材料基本功能 Protection – 防护作用 利用合适材料防护岩土体免受环境影响导致破坏的作用。例如在堤坝临水岸坡铺上土工织物来抵抗水流冲刷；将材料铺于道路防止路面的反射裂缝；也用于土体防冻和景观绿化等。常用的防护材料有土工织物、土工模袋、土工网和三维植被网垫等。土工合成材料基本功能 土工合成材料基本功能土工合成材料基本功能 Waterproofing 液体/气体 屏障 防渗作用 利用材料阻隔液（水）体或防止其流失，气体挥发的作用。常用的防渗材料有土工膜和GCL等。土工合成材料基本功能 Geosystem 土工系统 包容作用 以柔性高强土工织物制成的各式模体，其中填充不同介质如水、砂料、浆液（砂浆、水泥浆）以形成大长度、大面积或大体积的条梗、垫块或巨块，供护岸、护坡、护底、导流、促淤、兴建堤坝、围垦造地等。 这类产品有土工袋（geobag）、土工管袋（geotube）、土工包（geocontainer)和土工箱笼（gabion）等。统称为土工包容系统。 土工合成材料基本功能 土工合成材料的分类 一、土工织物： 织造（有纺土工织物）：编织型（平织法、圆织法） 机织型（平纹法、斜纹法） 针织型（经编法、缝编法） 非织造（无纺土工织物）：机械加固型（针刺法） 化学粘合型（喷胶法） 热粘合型（热轧法） 土工织物是用于岩土工程的透水性聚合物材料，俗称土工布，按照制造方法不同，分为有纺土工织物和无纺土工织物，有纺土工织物是由纤维纱或长丝按一定方向排列机织而成，而无纺土工织物是由短纤维或长丝按随机或定向排列，制成薄絮垫，再经机械、热粘或化学粘合而成。土工合成材料的分类二、土工膜： （压延型、吹塑型） 聚乙烯土工膜（PE） 聚氯乙烯土工膜（PVC） 氯化聚乙烯土工膜（CPE） 三、土工复合材料：复合土工膜 复合土工织物 复合防排水材料-排水带、排水管、排水防水材料等 四、土工特种材料：土工模袋、土工格栅、土工格室、土工条带、 土工网、土工网垫、土工织物膨润土垫（GCL） 聚苯乙烯板块（EPS）等土工合成材料的分类土工织物：柔软且具渗透性，通常呈现织物的外观。土工织物可用于隔离、过滤、排水、加筋和防护作用。 土工格栅：是具有开放式网格状外观的土工合成材料。土工格栅主要用于土的加筋。 土工网：由两组粗糙、平行的挤出聚合物束以一恒定的锐角相交形成的开放式网格状材料。这种网络形成了带平面内孔隙的层，可用来输导相对大的液流或气流。 土工膜：是由一种或几种合成材料制成的连续的柔性膜。它们几乎不透水，可用作液体或气体围堵的衬垫和隔气层。土工合成材料的分类土工复合材料：是由两类或多类土工合成材料组合而成的土工合成材料。例如：土工织物-土工网型、土工织物-土工格栅型、土工织物-土工膜型。排水板（PVD）是由土工织物滤层包裹塑料排水芯制成的。 土工织物膨润土垫(GCL)： 通常是在两层土工织物之间夹有膨润土层或把膨润土层粘结在一层土工膜上或单层土工织物上制成的复合材料。土工织物外包的GCL 常常是缝合或针刺穿过膨润土核心以提高内部抗剪强度。当水化时它们作为液体或气体屏障很有效，并且常常与土工膜联合常用作垃圾填埋场的衬垫。 土工管：是穿孔或实心管壁的高分子管材，用来引流（包括填埋场应用中的渗滤液或气体收集）。在一些情况下，穿孔管外包有土工织物反滤层。土工合成材料的分类土工格室：是由高分子层的条带制成的相对厚的三维网格状结构。这些条带联结在一起形成交错连接的格室用以填充土，有时填充混凝土。 土工泡沫塑料块或板：是由聚苯乙烯泡沫塑料膨胀形成的封闭的、有充气格室的低密度网状结构。土工泡沫塑料可用于隔热，作为轻质填料或可压缩竖直层用以减少作用在刚性挡土墙上的土压力。土工合成材料的分类聚乙烯 PE：有高密度HDPE与低密度LDPE之分，耐酸碱，抗化学剂能力强，吸湿性低，电绝缘性极好，机械强度与硬度较好，常用于制造土工膜与单向土工格栅。聚氯乙烯 PVC：比重约为1.4，含氯量56%-58%，硬度比聚乙烯大，根据其所加增塑剂的多寡，可制成软（质）和硬（质）塑料，前者用于制造薄膜，后者可制板材和管材。聚丙烯 PP 丙纶：由丙烯聚合而成，耐温范围-30℃至140 ℃，耐化学剂性能较好，惰性强，价格低廉，热稳定性差，不耐日晒，易老化脆损，主要用于制造土工织物、土工膜、双向土工格栅、土工网等。聚酯 PET 涤纶：由二元或多元醇或多元酸缩聚而成的高分子化合物的总称。熔点255至260 ℃，对虫蛀、霉菌有充分抗力，强度高，耐酸不耐碱，耐光性好（仅次于腈纶），主要用于制造薄膜、纤维、板材等。聚酰胺 PA 尼龙或锦纶：由二元酸与二元胺，或由氨基酸经缩聚而成。结实耐磨，耐磨性最好，耐疲劳，化学稳定性较好，耐碱不耐酸，耐光性不好，主要用于制造合成纤维、塑料等。土工合成材料的分类聚乙烯醇 PVA 维纶：耐磨性、耐虫蛀、耐霉菌性良好，亲水性高，强度比涤纶与锦纶差，耐光性较好，主要用于制造短纤维与长丝。聚丙烯腈 PAN 腈纶：耐光性与耐气候性最好，绝热性能好，主要用于制造合成纤维。聚四氟乙烯 PTFE 塑料王：比重2.1-2.3，最低工作温度-269℃，加热至415℃分解，可用于性能要求较高的管道等。氯化聚乙烯 CPE：具有较好的耐侯性、耐臭氧、耐化学性。可用于制造土工膜。聚苯乙烯 PS：耐化学性、电绝缘性较好，耐热性低，易老化发脆，用于制造硬质泡沫塑料、薄膜、合成纤维、涂料等。土工合成材料的产品类型各类排水材料（塑料排水带、滤水管、软式排水管等）土工合成材料的产品类型无纺织物与经编格栅复合成的既能加筋又能排水的加筋土工织物土工合成材料的产品类型土工特种材料是为工程特定需要而开发的形形色色的产品，名目繁多。用于加筋的土工格栅（geogrid）；土工合成材料的产品类型用于坡面防护、植草和软基加固垫层的土工网（geonet）土工合成材料的产品类型利用其侧向约束作用以固定散粒土的土工格室（geocell）土工合成材料的产品类型以织物代替模板用于护坡的土工模袋（fabriform）土工合成材料的产品类型由热塑性材料制成的用于防冲和美化景观的三维网垫（mattress）土工合成材料的应用范围（1）有纺土工织物型产品应用 工程中应用较多的是编织型、机织型产品。针织型产品是近年来发展起来的产品，以涤纶长纤和玻璃纤维为主，产品质量较好，可做加筋材料。织造型产品应用较广的工程主要是水利工程 ，用作防洪抢险及防汛备用物质方面应用量也较大。（2）无纺土工织物型产品应用 目前无纺型产品在工程中应用以短纤针刺型为主，尤其以幅宽4m～6m，克重300g/㎡-400g/㎡的产品应用较多。应用范围越来越广，用量也逐年增加，尤以水利工程中用作滤层的用量较多，其次是公路、铁路、环保、机场、海岸等各项工程。土工合成材料的应用范围 (3) 土工膜产品应用 土工膜是一种透水率极低的土工合成材料，主要应用于水利、环保等工程中的防渗材料。 (4) 复合型产品应用 复合型产品是指两种或两种以上的土工合成材料经加工制造成的产品，常见的有复合土工膜，主要应用于防渗工程；排水带主要应用于软基排水加固；排水软管在环境工程和市政建设中应用较广，在水利工程中也利用解决结构内排水问题。土工合成材料的应用范围 (5) 土工特种材料应用 土工格栅主要运用于加筋挡土墙、陡坡、软基加固、道路加筋； 土工网用于平面排液、排气，可应用于道路工程、海岸防护； 土工格室中填充土石、混凝土料，可用于作垫层、处理软弱地基或铺设在坡面上构成坡面防护结构； 土工模袋可以代替模板用高压泵把混凝土或砂浆灌入模袋中，形成板状或其他形状结构，用于护坡或其他地基处理工程； 土工网垫主用用于控制水土流失、防护土质坡面，易于与土壤、植被良好结合，促成植物生长； 土工合成材料的应用范围 膨润土垫（GCL），目前产量和应用量都较多，主要用于废弃物处理场建造用防渗材料。 聚苯乙烯板块（EPS），用于铁路、公路工程路基的填料或地基换填料，以减轻自重，降低地基附加应力，及用于有保温、防水要求的工程中。土工合成材料的标准体系从具体分类来看，我国的土工合成材料标准可以分为三大部分： 一是应用技术规范，该类规范主要涉及材料在工程中的设计与施工，如GB50291-98土工合成材料应用技术规范，水利部、交通部、铁道部、建设部也均发布了行业内相关的土工合成材料应用技术规范。 二是产品标准，此类标准主要提出材料的分类、代号、技术要求、检验规则等，部分标准也附录有具体的测试方法，目前现行有效的产品标准国标计有14项，分别有关于不同类别的土工织物、土工膜、土工格栅、土工网及土工格室，交通部发布有16项产品标准，较国标增加了针对于土工加筋带、塑料排水板、防水材料、排水材料、泡沫材料、保温材料及复合材料的标准，此外另有建材行业的软式透水管、建设部发布的GCL、垃圾填埋场用土工膜标准。 土工合成材料的标准体系三是测试标准，我国目前在用的土工合成材料测试标准主要以ISO及ASTM标准为参考蓝本，自上世纪90年代以来，国内陆续制定实施了数十项有关于土工合成材料测试的国家标准及行业标准，为推进工程建设、保障工程安全起到了良好作用，但在测试标准的覆盖面、针对性、技术要求、体系完整性上仍存在一定欠缺。土工合成材料的标准体系 ISO即国际标准化组织，其有关土工合成材料的标准主要由ISO TC221（土工合成材料）技术委员会组织起草完成，目前现行有效的TC221下设标准共计33项。 此外还有涉及ISO TC38（纺织品）技术委员会下设标准ISO13934-1、ISO13934-2，ISO TC61（塑料）技术委员会下设标准ISO4892-2、ISO4892-3、ISO4593、ISO1183-1、ISO1183-2、ISO11501、ISO527、ISO974、ISO1133、ISO11357-6，ISO TC138（塑料管材、管件、阀门）技术委员会下设标准 ISO6964，ISO TC67（石油、天然气工业用材料、设备和海上建筑）技术委员会下设标准ISO13500等14项。 应注意的是，在以上ISO标准中有28项已被以等效采用或略加修改的方式修订为我国国家标准。土工合成材料的标准体系 ASTM即美国材料与试验协会， ASTM 有关土工合成材料的标准主要由ASTM D35(土工合成材料)技术委员会组织起草完成，目前现行的D35系列下标准共计137项。 此外还涉及ASTM D20（塑料）技术委员会、 ASTM D11(橡胶) 技术委员会 、ASTM C16（保温）技术委员会、ASTM D18(岩土)技术委员会下设标准18项。 目前检索到在ASTM 标准体系中，列入标准试验方法范畴的标准计有99项，这些标准也构成了ASTM关于土工合成材料测试标准体系的主体框架。土工合成材料应用技术规范《土工合成材料应用技术规范》GB 50290-1998（修订中）《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》SL/T225-1998(修订中) 《水运工程土工合成材料应用技术规范》JTJ239-2005 《公路土工合成材料应用技术规范》JTG/T D32-2012 《铁路路基土工合成材料应用技术规范》TB10118-2006 《生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范》 CJJ 113-2007 土工合成材料产品标准土工合成材料产品标准土工合成材料产品标准土工合成材料产品标准土工合成材料测试标准土工合成材料测试标准土工合成材料测试流程土工合成材料测试流程土工合成材料测试流程土工合成材料测试流程土工合成材料测试流程土工合成材料测试流程土工合成材料测试流程土工合成材料测试流程土工合成材料测试流程土工织物测试技术 1.物理性能试验-单位面积质量 单位面积质量是材料的基本物理性能指标，它关系到材料的厚度和强度等各方面性能，也是优选材料时的基本规格之一。 原理：单位面积质量指材料单位面积1m2时材料所具有的质量，通常以 g/m2 表示，该指标由称量材料的质量与测定试样的面积确定，一般试样面积应不小于100cm2 。 1.物理性能试验-单位面积质量 相关标准： GB/T13762-2009 SL235-2012 JTG E50-2006-T1111 ISO 9864 ASTM D5261 1.物理性能试验-单位面积质量以GB/T13762-2009为例；试样准备： 1.按GB/T13760规定，裁取面积为100cm2 ，至少10个样品。 2.如100cm2 的试样不能代表该产品全部结构时，应使用较大面积的试样。 3.将试样在20℃±2℃的温度，65%±5%的相对湿度条件下调湿24h。仪器设备： 1.剪刀、裁刀 2.天平：感量0.01g 3.钢尺：精度0.5mm 1.物理性能试验-单位面积质量称量： 分别对每个试样进行称量，精度为0.01g。结果计算： 式中：G---单位面积质量，g/m2 M—-试样质量，g A---试样面积 计算10块试样的单位面积质量的平均值，修约至1g/m2 2.物理性能试验-厚度原理： 将试样放置在基准板，用与基准板平行的圆形压脚（压脚面积小于试样面积）对试样施加规定压力一定时间后，测量两块板之间的垂直距离。相关标准： GB/T13761.1-2009 SL235-2012 JTG E50-2006-T1112 ISO 9863-1 ISO 9863-2 ASTM D5199    2.物理性能试验-厚度以GB/T13761.1-2009为例；试样准备： 1.按GB/T13760规定，至少10个样品，其直径至少大于压脚面积的1.75倍。 2.将试样在20℃±2℃的温度，65%±5%的相对湿度条件下调湿24h。 2.物理性能试验-厚度仪器设备： 1.厚度试验仪：具备平整光滑且可调换的圆形压脚，压脚应能提供垂直于试样表面2kPa的压力。基准板的直径应大于压脚直径1.75倍。测量装置用于指示压脚与基准板之间的距离，精确到0.01mm 。 2.计时器：精确到1s 。试验步骤： 将试样放置在基准板和压脚之间，使压脚轻轻压放在试样上，并对试样施加恒定压力30s后，读取厚度指示值，除去压力，并取出试样。 2.物理性能试验-厚度 2.物理性能试验-厚度 厚度与压力的关系曲线结果计算：计算10块试样的厚度平均值，精确到0.01mm 。 3.力学性能试验-拉伸强度土工合成材料用作加筋、隔离或包容等功能时，拉伸强度和拉伸应变是设计中必然涉及的指标；用作反滤或垫层时，也要考虑材料具有承受施工应力的能力。拉伸强度和应变是材料最基本和最重要的力学性能指标。原理： 将试样夹持在拉伸试验机的夹具上，对试样进行拉伸直至试样断裂，记录试样的抗拉伸性能。 3.力学性能试验-拉伸强度 3.力学性能试验-拉伸强度 相关标准： GB/T 15788-2005 JTG E50-2006-T1121 ISO 10319 ASTM D4595  GB/T 3923.1-1997 JTG E50-2006-T1123 SL235-2012 ISO 13934.1 ASTM D5035  3.力学性能试验-拉伸强度通常实验室采用条样法进行测试，条样宽度有两种， 一种是宽度为50mm，称窄条法，一种是宽度为200mm，称宽条法。以GB/T15788-2005为例；试样准备： 1.按GB/T13760规定，在样品的纵向与横向各裁取至少5个试样。 2.制备每个试样至200mm的最终宽度，并有足够的长度以满足夹具夹钳隔距100mm。对于织造土工布，可将每块试样裁剪至220mm宽，然后从试样的两端拆去数目大致相等的边线以得到200mm的名义试样宽度，这有助于保持试样的完整性。 3.力学性能试验-拉伸强度 3.将试样在20℃±2℃的温度，65%±5%的相对湿度条件下调湿至恒重。仪器设备： 1.拉伸试验机：万能试验机，等速伸长型，一级试验机要求，即示值的相对误差在1%之内。夹具应具备足够宽度，可以限制试样的滑移及损伤。 2.伸长计：引伸计，能够测量试样上两个标记点之间的距离，对试样无损伤或滑移。精度不超过±1mm 。试验步骤： 1.设定拉力机，将夹具隔距调至100mm±3mm，断裂强力应在满量程负荷的10%-90%之间，拉伸速率为隔距长度的20%/min ±5%/min 。 2.夹持试样，可将预先画好的横贯试样宽度且相隔100mm的两条标记线与上下夹钳口边缘重合。 3.力学性能试验-拉伸强度 3. 控制试验机缓慢施加预负荷，记录预负荷伸长量。 4. 开动试验机连续运行至试样断裂，记录最大负荷及伸长率。 5. 测试过程中如试样发生滑移或在距离夹钳口5mm以内的范围内断裂而其试验结果低于其他试样结果平均值50%时，该试样值应剔除，另补一试样测试。 可以采取以下措施避免： ①钳口内加衬垫；②钳口内的试样用涂料加强；③改进钳口面 3.力学性能试验-拉伸强度 典型的拉伸强度曲线 3.力学性能试验-拉伸强度结果计算： 1.拉伸强度 αf= Ff / B αf --- 拉伸强度，kN/m; Ff --- 最大负荷，kN； B --- 试样的名义宽度，m 2.最大负荷下伸长率 ε（%）=（ L1-L0’）/（ L0+L0’)×100% ε--- 伸长率， % ; L1 --- 最大负荷下伸长量 L0’--- 达到预负荷时的伸长量 ; L0 --- 隔距长度 4.力学性能试验-撕破强力材料的梯形撕破强力反映其已有裂口尚能承受撕拉的能力，以最大撕破力N表示。该试验用于评价现场铺放土工织物等材料时，材料已有切口处抵抗继续撕裂的能力。原理: 在梯形试样的短边中心剪一个切口，用拉力机的夹钳夹住梯形上两条不平行的边，以恒定速率拉伸试样，使试样在宽度方向沿切口逐渐撕裂，直至全部断裂，测定最大撕破力，以N为单位。 4.力学性能试验-撕破强力相关标准： GB/T 13763-2010 SL235-2012 JTG E50-2006-T1125 ASTM D4533    4.力学性能试验-撕破强力以GB/T13763-2010为例; 试样准备： 1.按GB/T13760的规定，裁取纵向、横向至少各10块试样，每块试样尺寸为(75±1)mm×(200±2)mm。 2.梯形样板在每个试样上画一个等腰梯形，在梯形短边中心剪一个长约15mm的切口。 3.将试样在20℃±2℃的温度，65%±5%的相对湿度条件下调湿至恒重。 4.力学性能试验-撕破强力 梯形样板 4.力学性能试验-撕破强力仪器设备：拉伸试验机，等速伸长型，一级试验机要求。试验步骤： 1.设定拉力机两夹钳间距离为25mm，拉伸速度为50mm/min。 2.安装试样，沿梯形的不平行两边夹住试样，使切口位于两夹钳中间，长边处于折皱状态。 3.启动拉力机，以规定速度拉伸试样直至试样完全撕裂，记录最大撕破强力值。 4.力学性能试验-撕破强力 典型撕裂曲线 4.力学性能试验-撕破强力结果计算： 分别计算纵向与横向10块试样最大撕破强力的平均值，结果保留至小数点后一位。 若撕裂不是沿着切口线进行或试样从夹钳中滑出，则应剔除本次测试值，在原样品上重新裁取试样，补足试验次数。对容易滑脱的试样，可在夹钳夹持面上垫衬垫材料。 5.力学性能试验-顶破强力顶破强力是通过模拟试验测定材料抵抗集中法向荷载能力的指标。顶破力以N表示。该试验模拟在凹凸不平地基上有尖棱石块顶刺织物或土工膜的情况。随顶刺杆端部形状不同，分圆球顶破和CBR顶破等试验。 原理： 试样固定在两个夹持环之间，顶压杆以恒定的速率垂直顶压试样。记录顶压力-位移关系曲线，顶破强力和顶破位移。 5.力学性能试验-顶破强力 相关标准： GB/T14800-2010 SL 235-2012 JTG E50-2006-T1126 ISO 12236 ASTM D6241 以GB/T14800-2010为例; 5.力学性能试验-顶破强力 试样准备：按GB/T13760规定，剪取5块试样，试样大小应与夹具匹配，一般为Φ300mm的圆形试样。将试样在20℃±2℃的温度，65%±5%的相对湿度条件下调湿至恒重。 仪器设备：万能试验机:1级精度，能够提供（50 ±5）mm/min的恒定位移速率。顶压杆：直径为（50 ±0.5）mm钢质顶压杆，顶压杆顶端边缘倒角为（2.5 ±0.2）mm半径圆弧。夹持系统：应保证试样不滑移或破损，夹持环内径为（150 ±0.5）mm 5.力学性能试验-顶破强力 5.力学性能试验-顶破强力试验步骤：将试样固定在夹持系统的夹持环之间，运行顶压杆接触试样上表面。启动试验机，以（50 ±5）mm/min的速率移动顶压杆直至试样完全破坏。结果计算： 计算5块试样顶破强力和顶破位移的算术平均值。 6.力学性能试验-刺破强力刺破强力是通过模拟试验测定材料抵抗集中法向荷载能力的指标。刺破力以N表示。该试验模拟在尖棱石块刺破织物或土工膜的情况。 刺破强力与顶破强力类似，只是顶杆不同。顶杆是直径8mm的平头，顶端边缘倒成45°，深0.8mm的倒角。 6.力学性能试验-刺破强力 相关标准： GB/T19978-2005 SL235-2012 JTG E50-2006-T1127 ASTM D4833 试样准备：按GB/T13760裁取直径为100mm的圆形试样10块。将试样在20℃±2℃的温度，65%±5%的相对湿度条件下调湿至恒重。 6.力学性能试验-刺破强力仪器设备：万能试验机:1级精度，能够提供（300±10）mm/min的恒定位移速率。平头顶杆：直径为（8 ±0.01）mm钢质顶杆，顶杆顶端边缘倒成45°、深0.8mm的倒角。夹持系统：应保证试样不滑移或破损，夹持环内径为（45 ±0.025）mm 。试验步骤：将试样固定在夹持系统的夹持环之间，运行顶杆接触试样上表面。启动试验机，以（300±10）mm/min的速率移动顶压杆直至试样完全破坏。 6.力学性能试验-刺破强力结果计算： 计算10块试样刺破强力的算术平均值，以N为单位。对于土工复合材料，可能出现双峰值的情况下，不论第二个峰值是否大于第一个峰值，均以第一个峰值作为试样的刺破强力。 7.力学性能试验-握持强力材料的握持强力是反映其分散集中荷载能力的指标。以kN表示，如在现场铺设土工合成材料时，施工人员只能抓住材料的局部面积从事沉放及拖拉，要求材料不得因局部受拉而破坏，握持拉伸试验是为模拟类似受力条件而设计。原理： 将试样的中间部位夹持在规定尺寸的夹钳中，以规定的拉伸速度拉伸试样至破坏，测定其断裂强力。 7.力学性能试验-握持强力相关标准： GB/T3923.2-1998 SL235-2012 ISO 13934-2 ASTM D4632 以SL235-2012为例； 试样准备：裁取纵向、横向各5个试样，试样宽度100mm，长度200mm。将试样在20℃±2℃的温度，60%±10%的相对湿度条件下调节24h。 7.力学性能试验-握持强力 7.力学性能试验-握持强力 仪器设备：万能试验机:1级精度，能够提供300mm/min的恒定位移速率。夹具：夹具面钳口尺寸为宽25mm，长50mm（沿拉力方向）。 试验步骤：将夹具的初始间距调至75mm，设定拉伸速率为300mm/min 。将试样放入夹具中夹紧，开启试验机拉伸至试样破坏，记录最大拉力及相应的伸长量。 结果计算： 计算纵向、横向各5块试样断裂力和伸长率的平均值。伸长率为试样标距变形量与初始标距的比值百分比。 8.水力性能试验-垂直渗透特性渗透系数、透水率及渗透流速垂直渗透系数是反映水流法向通过织物平面时的透水性指标。渗透系数是在水力坡降等于1时的渗流时的渗透流速，即 k =υ/i=(vδ)/△h 式中：k --渗透系数（cm/s）; υ--渗透流速（cm/s）; δ--土工织物厚度（cm）； i --渗透水力坡降； △h --土工织物上下游测压管水位差（cm） 8.水力性能试验-垂直渗透特性透水率θ是水位差等于1时的渗透流速，即 θ = υ /△h 而渗透流速是单位时间的渗透流量，即 υ =V/(tA) 原理：有恒水头法与降水头法之分，一般采用恒水头法。 在系列恒定水头下，测定水流垂直通过单层、无法向负荷的土工织物及相关产品的流速指数及其他渗透特性。 所谓流速指数即试样两侧在规定水头差时的流速。精确到1mm/s。一般取水头差为50mm。也可取100mm或150mm 等。 8.水力性能试验-垂直渗透特性相关标准： GB/T15789-2005 SL235-2012 JTG E50-2006-T1141 ISO 11058 ASTM D4491 以GB/T15789-2005为例；试样准备：按GB/T13760从样品中剪取5个试样，试样尺寸与试验仪器相适应。将试样置于含湿润剂的水中，轻轻搅动驱走空气，浸泡至少12h，湿润剂可采用0.1%的烷基苯磺酸钠。 8.水力性能试验-垂直渗透特性仪器设备：渗透仪：仪器夹持试样处的内径至少50mm，可以在试样两侧保持恒定的水头。能达到250mm恒定水头的能力，最大水头差至少70mm。 8.水力性能试验-垂直渗透特性 2. 秒表：精确到0.1s 3. 温度计：精确到0.2℃ 4. 量筒：精确到10cm3，如采用直接测量流速方式，应校准至其读数的5% 5. 测量施加水头的装置：精确到1mm 试验步骤：将试样放置于仪器内，向仪器注水，直到试样两侧达到规定的水头差。待水头稳定30s后，用量筒收集固定时间内通过试样的水量。收集水量至少1000cm3或收集时间至少30s。记录测试中的水温。对于土工织物及相关产品的总体渗透性能已经预先确定，为控制产品质量，只需测定在50mm水头差时的流速指数。 8.水力性能试验-垂直渗透特性结果计算 υ20 --- 20℃的流速， cm/s V --- 收集的水的体积，cm3 RT --- 水温校正系数 A --- 试样过水面积，cm2 t --- 达到水的体积V的时间，s 再可计算出垂直渗透系数 k ，以及透水率θ 9.水力性能试验-有效孔径天然土是由无数的等效直径（d）大小不等的土粒组成，土工织物类似地包含无数尺寸不同的孔径开孔（Oe）。有效孔径指通过土工织物的近似最大颗粒直径，以mm表示。如织物允许5％的颗粒（以质量计）通过（筛布）的（即95％的颗粒不能通过）的那个孔径记为O95。 O95表示土工织物中95%的孔径低于该值。各种标准规定不尽相同，有的采用O98或O90等。 原理： 用土工织物作为筛布，将已知直径的标准颗粒材料放置于土工织物上振筛，称量通过土工织物的标准颗粒材料重量，计算过筛率，调换不同直径标准颗粒材料进行试验，由此绘出土工织物孔径分布曲线，并求出相应的Oe值。 9.水力性能试验-有效孔径相关标准： GB/T14799-2005 GB/T17634-1998（湿筛法） SL235-2012 JTG E50-2006-T1144 ISO 12956 （湿筛法） ASTM D4751 有效孔径是土工织物用作反滤料时选料所依据的主要指标。测定土工织物孔径还有湿筛法，动力水筛法和显微镜测读法等。ISO标准规定用湿筛法，该法与干筛法有所不同，筛分时需往织物和粒组上洒水，目的是消除振筛时的静电吸附效应。国内多用干筛法。 9.水力性能试验-有效孔径以GB/T14799-2005为例试样准备：按GB/T13760 规定，裁剪5×n块试样，n 为选取粒径的组数，试样直径应大于网筛直径。将试样在20℃±2℃的温度，65%±5%的相对湿度条件下调湿至恒重。湿度对干筛法试验有一定影响，湿度过大可能引起颗粒粘结，湿度过低可能会使静电增加。 9.水力性能试验-有效孔径仪器设备：支撑网筛：直径200mm 振筛机：横向摇动频率（220 ±10）次/min， 回转半径（12 ±1）mm，垂直振动频率（150 ±10）次/min，振幅（10 ±2）mm 标准颗粒材料：可采用球形砂粒或玻璃珠，标准颗粒粒径分组如：0.045-0.063，0.063-0.071，0.071-0.090，0.090-0.125，0.125-0.180，0.180-0.250，0.250-0.280，0.280-0.355，0.355-0.500，0.500-0.710 天平：称量200g，感量0.01g 辅助用具：秒表，软刷，剪刀等 9.水力性能试验-有效孔径 9.水力性能试验-有效孔径试验步骤：将同组5块试样平整、无折皱放入支撑筛网上。选用较细粒径的标准颗粒50g，均匀撒在试样表面。将筛框、试样和接收盘夹紧在振筛机上，开动机器，摇筛10min 。关机后，称量通过试样的标准颗粒质量，然后更换新的试样。用下一组较粗标准颗粒材料重复上述步骤，直至取得不少于三组连续分级标准颗粒的过筛率，并有一组的过筛率低于5%。 9.水力性能试验-有效孔径结果计算： B --- 某组标准颗粒材料通过试样的过筛率，% m1 --- 5块试样同组粒径过筛量的平均值，g m --- 每次试验用的标准颗粒材料的质量，g，一般为50g 以每组标准颗粒材料粒径的下限作为横坐标，相应的平均过筛率作为纵坐标，描点绘制过筛率与孔径的分布曲线，找出曲线上纵坐标10%所对应的横坐标值即为O90，同样找出曲线上纵坐标5%所对应的横坐标值即为O95 9.水力性能试验-有效孔径 O90表示90%的标准颗粒材料留在土工织物上，其过筛率为100%-90%=10%，曲线上纵坐标为10%所对应的横坐标值即为有效孔径O90 9.水力性能试验-有效孔径 O95，O98 同理进行求值可以编制程序，进行求值 10. 耐久性能试验-荧光紫外老化土工合成材料是高分子聚合物产品，它们在贮运、施工和长期工作期间会因各种原因引起质变，使性能恶化，此种现像称为老化。材料老化有多种表现：外观变色、表面龟裂、脆化、丧失光泽、分子量下降等，对于土工织物最具意义的是其力学性能衰变。造成老化的最重要元凶是紫外线照射造成的光老化和氧化老化。 10. 耐久性能试验-荧光紫外老化防止老化在于采取有效措施，阻止或减缓导致老化的内因，使其结构稳定化。严格来说，老化必不可免，所有措施无非是滞后其发展进程。防老化措施应从两方面着手：一是加强材料本身的抗老化能力，二是在使用过程中给予保护。材料抗老化最简单有效的方法是往其中掺入添加剂。例如纯净的聚内烯因其碳原子上存在易于移动的氢原子，不能用于室外。但若在其中掺入水扬酸苯醋和炭黑，借其吸收紫外线和遮蔽作用以及它们具有许多自由电子，就可以减缓高分子材料的降解而使其结构稳定增强。 10. 耐久性能试验-荧光紫外老化 试验方法分类： 一类是自然气候暴露试验，即户外试验，是利用曝露架将材料置于天然气候中长期受外界条件作用。 另一类是室内光源人工加速耐候试验。它是利用人工方法模拟和强化自然气候中的光、热、氧、湿气等的老化破坏环境因索，特别是光的老化作用。 模拟光源包括氙弧灯、荧光紫外灯和碳弧灯。 材料在人工试验箱内被照射达规定时间，然后测试材料性能在照射前后的变化。 10. 耐久性能试验-荧光紫外老化 相关标准： GB/T16422.3-1997 JTG E50-2006-T1164 SL235-2012 ISO 4892-3 ASTM G154 以GB/T16422.3-1997为例 10. 耐久性能试验-荧光紫外老化仪器设备：光源：Ⅰ型灯（UV-A340、 UV-A351、 UV-A355 、UV-A365），其中UV-A340更能模拟日光300-340nm光谱分布。暴露室：能够提供均匀辐射及温度控制，在需要时可以在试样表面凝露或提供喷淋，或提供暴露室内控制湿度。辐射计，符合GB/T16422.1要求黑标温度计或黑板温度计，符合GB/T16422.1要求供湿装置：在设备中通过湿气冷凝机理使试样暴露面凝露润湿。试样架：由不影响试验结果的惰性材料制成。为放置试样用。评价性能变化的设备，对土工织物，主要测试老化前后强度保持率，则需使用万能试验机。 10. 耐久性能试验-荧光紫外老化 10. 耐久性能试验-荧光紫外老化 10. 耐久性能试验-荧光紫外老化老化条件在黑标温度60 ℃ ±3 ℃下辐照暴露4h或者8h，然后，在黑标温度50 ℃ ±3 ℃下无辐照冷凝暴露4h。在黑标温度50 ℃ ±3 ℃下辐照暴露5h，然后，在黑标温度20 ℃ ±3 ℃下继续辐照暴露并喷水1h。黑标温度计：欧洲及ISO体系使用黑板温度计：ASTM体系使用黑板或黑标温度计的指示温度依赖于实验室光源产生的福照度和试验箱内的温度及空气流动速度。黑板温度通常与金属板黑色涂层温度相当。黑标温度通常与导热性差的黑色样品暴露表面温度相当。在典型暴露试验条件下，黑标温度计的指示温度将比黑板温度计的指示温度高3 ℃ -12 ℃ ，黑标温度计对温度变化的响应时间略慢于黑板温度计。 11. 耐久性能试验-氙灯老化氙弧辐射试验被认为是最能模拟全太阳光谱的试验，因为它能产生紫外光、可见光和红外光。正因为如此，在国内外被认为是最广泛采用的方法。 11. 耐久性能试验-氙灯老化相关标准： GB/T16422.2-1999 JTG E50-2006-T1163 SL235-2012 ISO 4892-2 ASTM D4355 仪器设备： 光源、试验箱、辐射仪、黑标或黑板温度计、控湿装置、喷水系统、试样架、评定性能变化的设备 11. 耐久性能试验-氙灯老化老化条件： 11. 耐久性能试验-氙灯老化荧光紫外老化试验仪启动快、价格优。紫外荧光灯可最大程度地模拟短波紫外波段的太阳光，但是荧光紫外缺少某些测试材料所需的更长的波长。荧光紫外灯光谱稳定，由此提高再现性和重复性。冷凝：荧光紫外老化试验机的冷凝系统可最有效地模拟户外潮湿侵蚀。氙灯试验仪可再现全光谱太阳光，包括紫外线、可见光以及红外线。但是，氙灯光谱稳定性不如荧光灯，而且喷淋的真实性不如荧光紫外老化试验仪的冷凝循环。 11. 耐久性能试验-氙灯老化试验机曝晒和户外曝晒的关系取决于多种变化因素，例如： 曝晒场的地理纬度（距赤道越近，紫外线越强）海拔（海波越高，紫外线越强） 当地地理特征，例如风力风干测试样品、或临近水源容易形成露水 逐年的天气无常变化，连续几年在同一地点造成的老化程度也会有 2:1 的变化 季节变化（冬季曝晒破坏程度可能仅为夏季曝晒的七分之一） 样品放置角度（5°偏南，还是正北）样品绝缘（通常，采用绝缘样品架的户外样品其老化速度比非绝缘样品快 50%） 测试仪操作周期（光照时间和潮湿时间） 测试仪工作温度（温度越高，老化越快） 测试的具体材料 实验室光源光谱功率分布 (SPD) 11. 耐久性能试验-氙灯老化讨论加速老化测试时数和户外曝晒月数之间的转换因子是一个难题。加速老化测试的意义更多的在于其相对性。如果存在：特定测试材料 特定实验室测试仪时间周期和温湿度组合 特定户外曝晒基地和样品安装程序 那么，还是可以推导出“经验法则”转换因子。 塑料土工格栅测试技术一、概述格栅是聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）等高分子聚合物经热塑或模压而成的二维网格状或具有一定高度的三维立体网格屏栅，当作为土木工程使用时，称为土工格栅。土工格栅主要分为塑料土工格栅（单向和双向）、钢塑土工格栅、玻璃纤维土工格栅、经编土工格栅（选用高强聚酯纤维为原料）、经编涤纶土工格栅（选用聚酯涤纶纤维为原料）、矿用格栅（聚丙烯为主要原料）。塑料土工格栅产品，主要用于工程建设中的土体加筋或加固。一般分为单向拉伸塑料土工格栅和双向拉伸塑料土工格栅。 a.单向拉伸塑料土工格栅：是一种以高分子聚合物为主要原料，加入一定的防紫外线、抗老化助剂，经过单向拉伸使原来分布散乱的链形分子重新定向排列呈线性状态的高强度土工材料。 b.双向拉伸塑料土工格栅：是用高分子聚合物通过挤压、成板、冲孔过程后再纵向、横向拉伸而成。该材料在纵向和横向上具有很大的拉伸强度，这种结构在土壤中同样也能提供一个更有效的力的承担和扩散的理想的连锁系统，适用于大面积永久性承载的地基。 二、塑料土工格栅相关标准比较 《土工合成材料 塑料土工格栅》 GB/T 17689-2008 《土工合成材料测试规程》 SL 235-2012 《公路工程土工合成材料试验规程》 JTG E50-2006 《交通工程土工合成材料 土工格栅》 JT/T480-2002 三、GB/T17689-2008标准介绍 1、术语和定义拉伸强度：在规定的试验方法和条件下，塑料土工格栅试验在外力作用下出现第一个峰值时的拉力，折算成单位宽度上的拉力，以kN/m表示。标称拉伸强度：相应规格产品要求的最小强度值。标称伸长率：拉伸应力达到标称强度时的应变。蠕变：在应力（负荷）的作用下，材料应变（变形）随时间而变化的现象。 2、产品分类命名及规格单向拉伸塑料土工格栅，代号为TGDG。双向拉伸塑料土工格栅，代号为TGSG。 单向拉伸塑料格栅产品规格： TGDG35、 TGDG50、 TGDG80、 TGDG120、 TGDG160等。双向拉伸塑料格栅产品规格： TGSG1515、 TGSG2020、 TGSG2525、 TGSG3030、 TGSG3535、 TGSG4040、 TGSG4545、 TGSG5050等。产品命名示例 a. 标称拉伸强度为120kN/m的高密度聚乙烯单拉塑料格栅，表示为：TGDG120HDPE。 b. 标称拉伸强度纵、横为30kN/m的聚乙烯双拉塑料格栅，表示为：TGSG3030PP。 3、技术要求尺寸偏差：宽度偏差不应有负偏差。颜色及外观：颜色为黑色，色泽应均匀。外观应无损伤、无破裂，网孔大小形状应均匀。炭黑含量：炭黑含量≧2.0%。 （炭黑的作用：a.着色——是最好的黑色颜料 b. 防紫外光老化，由于炭黑具有较高的吸光性，因而能有效的防止塑料受阳光照射而产生光氧化降解。炭黑含量过低，不能达到防老化的效果，含量过高则会形成较多的应力集中，从而降低聚乙烯材料的力学性能。试验证明当一定细度的炭黑的浓度为百分之二时可以达到完美的紫外线屏蔽作用。）力学性能 应符合表1、表2和表3的规定。其他规格的指标，可用相邻两个规格指标以线性内插。 表1 聚丙烯单拉塑料格栅 表2 高密度聚已烯单拉塑料格栅 表3 聚丙烯双拉塑料格栅 4、试验方法（1）取样——在同批塑料土工格栅产品中，随机抽取1卷，截取全幅 1m长为样品。（2）尺寸偏差——将整卷塑料土工格栅放平测量宽度计算偏差。（3）颜色与外观——在自然光线下距产品0.5m目测。（4）炭黑含量——按GB/T13021-1991进行。 炭黑在聚乙烯基体树脂中分散的好坏也是影响产品质量的关键因素之一。均匀分布的炭黑粒子或炭黑小聚集态结构，可有效的抵抗UV。大的炭黑粒子和炭黑团块，会形成应力集中，在基体树脂中起到了杂质的作用，导致基体树脂性能下降。（5）力学性能试验状态调节与试验的标准环境 样品应在温度（20±2）℃环境下放置至少24小时，并在该环境下进行试验。 拉力试验机 拉力试验机精度为1%，量程使用范围10%~90%。试样的制备 ▲单拉塑料格栅采用单肋法测试时，裁取试样时将样品两侧去掉两个肋后，在宽度方向均匀裁取10个试样。试样应沿纵向方向保留3个节点，试样沿横向方向取3个肋，剪断两侧的2肋，试样形状见图1。 ▲采用多肋法测试时，均匀裁取5个试样，试样应沿纵向方向保留3个节点，在横向两侧剪断2肋，试样有效宽度不小于200mm，试样形状见图1。 ▲双拉塑料土工格栅采用单肋法测试时，均匀地从样品纵、横方向上各取10个试样，试样长度至少包括两个完整单元，且试样长度不小于100mm，试样形状见图2。 ▲采用多肋法测试时，均匀在样品纵、横方向上各取5个试样，试样有效宽度不小于200mm，长度至少包括两个完整单元，且试样长度不小于100mm，试样形状见图2。 ▲ 仲裁试验采用多肋法拉伸速度 以试样夹具间距离的20%每分钟作为拉伸速度（mm/min）试验步骤 用夹具夹住试样两端的节点，应施加该试样标称强度1%预拉力后，开始拉伸试验，测量2%、5%伸长时和第一峰值时的拉力，以及标称伸长率。以算术平均值作为试验结果。试验结果 拉伸强度按式（1）计算： 式中：F —— 拉伸强度，单位为千牛顿每米（kN/m）； f —— 试样拉力值，单位为千牛顿（kN）； N —— 样品宽度上的肋数； n —— 试样的肋数； L —— 样品宽度，单位为米（m） （6）蠕变试验按GB/T17637-1998（土工布及其有关产品　拉伸蠕变和拉伸蠕变断裂性能的测定 ）和QB/T2854-2007（塑料土工格栅蠕变试验和评价）规定的方法进行。 5、检验规则检验分类——检验分为出厂检验、型式检验和定型检验。 ▲出厂检验项目：尺寸偏差、颜色及外观和力学性能。 ▲型式检验项目：尺寸偏差、颜色及外观、炭黑含量和力学性能。 ▲定型检验项目：尺寸偏差、颜色及外观、炭黑含量、力学性能和 蠕变性能。组批——同一原料、同一配方和相同工艺情况下生产同一规格塑料土工格栅为一批，每批数量不得超过500卷，生产7天尚不足500卷则以7天产量为一批。 抽样——在该批产品中随机抽取3卷，进行宽度和外观检查。在上述检查合格的样品中任取一卷，去掉外层长度500mm后，截取全幅宽产品1m作为力学性能检验样品；截取全幅宽产品5m作为定型检验样品。判定规则 ▲出厂判定：尺寸偏差、颜色及外观和力学性能均合格时，则判定 该批为合格。如有不合格项时则应在该批产品中重新抽取双 倍样品制作试样，对不合格项进行复验，复验合格后则判定 为合格；复验项目仍不合格，则判定该批为不合格。 ▲型式判定：尺寸偏差、颜色及外观、炭黑含量和力学性能均合格 时，则判定该批为合格。如有不合格项时则应在该批产品中重 新抽取双倍样品制作试样，对不合格项进行复验，复验合格后 则判定为合格；复验项目仍不合格，则判定该批为不合格批， 复验结果作为最终判定依据。 6、标志、运输、储存标志——产品出厂时，每卷产品应附有合格证、并标明：产品名称、产品规格、产品标准、商标、生产企业名称、地址、生产日期、批号和每卷数量、检验员等。运输——产品在装卸运输过程中，不得抛摔，避免与尖锐物品混装运输，避免剧烈冲击。储存——产品存放应避免日光长期照射，并远离热源。 四、影响试验结果的主要因素 1、试验环境 试验环境的温度和湿度是影响塑料土工格栅试验结果的主要因素，所以相关标准都对温湿度作了规定。为了避免因测试环境引入的误差，应严格按照规范要求进行状态调节，在试验的标准环境下进行检测，并且在测试报告中注明试验环境。 2、试样的制备 塑料土工格栅主要采用机械切割设备制备，要求待测样品不能受到损伤，裁剪肋条时离节点应与节点保持一定的距离。 3、试验设备 试验设备主要是材料试验机及其配套夹具，影响因素主要有传感器的精度、速度控制精度、数据采集频率及夹具类型等。国标要求拉力试验机的精度1%，量程使用范围10%~90%之间。拉伸速度要求平稳均匀，以试样夹具间的距离的20%每分钟作为拉伸速度。对于试样在夹具中滑移或者在钳口处断裂，可以采取以下措施： 夹具内加衬垫。对夹在钳口内的试样加以涂层。改进夹具钳口表面。 4、数据处理 数据处理与试验结果精确程度有着十分密切联系。现在大多数检测机构数据处理已经程序化，但有些数据还是依靠人为测试和计算的，数据处理应严格按照数值修约规则计算平均值、标准差及变异系数。 5、试验人员 整个试验过程都是在试验人员的控制和操作下进行的，人为因素不可避免的影响到试验结果。塑料土工网测试技术 土工网和复合土工网（Geonet 和Geocomposite）在20世纪80年代开始被广泛应用于垃圾填埋场的衬垫系统和封盖系统中，主要用于收集和排泄衬垫系统中的沥滤液以及封盖隔水层上的表面水，目前已广泛应用于建筑、公路、铁路等众多排水设施中。 复合土工网原材料复合土工网原材料包括塑料土工网芯及上下覆盖土工织物（一般为长丝无纺土工织物）。塑料土工网芯应符合GB/T 19470- 2004产品标准要求。长丝无纺土工织物应符合GB/T 17639-2008产品标准要求。复合土工网测试厚度（包括网芯和复合体）密度（网芯）炭黑含量（网芯）网孔尺寸（网芯）拉伸屈服强度（包括网芯和复合体）剥离强度（复合体）水平通水量测试（网芯和复合体） 标准方法 ——GB/T 19470-2004（网芯） ——ASTM D4595（宽条试样测定土工织物拉伸特性的试验方法） ——ASTM D5035（土工织物拉伸强力及伸长-条样法）（复合体） ——ASTM D7179（土工网抗拉强度测试方法）（网芯）试样制备： 国标：沿网的纵横向剪取长180mm，宽50m m试样各5个，试样形状见图 美标窄条法：沿网的纵向剪取5个试样，横向8个试样，宽度50mm（或25mm），长度至少150mm。 美标宽条法：沿网的纵横向各6个试样，宽度100mm，长度至少200mm。 美标土工网测试法：沿网的纵向5个试样，宽度102±2mm，长度至少203±4mm。 试验机设置：夹具间隔100mm，按标准设定拉伸速率。将试样对中夹持于夹具中，长度方向于拉伸方向平行。手动控制试验机缓慢施加预负荷，使试样伸平。启动试验，以规定速度拉伸试样，直至试样断裂，记录最大负荷和伸长变形。 原理： 在规定的水力梯度和接触材料条件下，改变法向压力，测量土工布及其有关产品平面内的水流量。 标准方法 ——GB/T17633-1998 ——SL/T235-1999-8 ——ISO 12958 ——ASTM D4716 试样制备 国标：沿纵向裁取200mm宽，长度≥300mm的3块试样。 美标：沿纵向裁取305mm宽，长度≥350mm的2块试样。 仪器设备 自主研发的KY-11型排水网平面 内通水性能测试仪。 加压范围0~600kPa； 试样宽度0~305mm，试样长度0~500mm； 水力梯度：0~1； 适用柔性及刚性两种边界条件。 在试验室温度下将试样浸人含有湿润剂的水中，缓慢搅动以赶出气泡，至少浸泡12h。根据试样厚度确定闭孔泡沫橡胶的厚度（排水网芯采用刚性边界）。在试样两侧放置闭孔泡沫橡胶，一起放入试验腔体内。向仪器的进水槽注水，向试样施加2kPa的法向压力，使水流过试样以排除空气。把法向压力调整到指定压力值，保持此压力360s。向进水槽注水，使水力梯度达到指定值。在上述条件下使水流过试样120 s， 在一定的时间里用量杯收集流过试样的水。对于一般材料收集量至少0.5L。对于高透水材料，收集时间至少5s。对于低透水材料，收集时间可以限制在600 s以内。记录收集的水量和时间，注明水温。再重复两次本程序，即总共3个收集水量读数，取收集水量的平均值。 单宽流量计算 导水率计算塑料排水板（带）测试技术 外观 塑料排水板别名塑料排水带， 指宽度为10cm左右的排水板， 芯板为口琴状并联十字型， 两面以非织造土工织物包裹 作滤层。 工作原理 塑料排水板用插板机插入软土地基，在上部预压荷载 作用下，软土地基中空隙水由塑料排水板排到上部铺 垫的砂层或水平塑料排水管中，由其他地方排出，加 速软基固结，从而达到提高强度的目的。 常用塑料排水板型号及适用情况 SPB-A型 适用深度在15米内的软土地基竖向排水 SPB-B型 适用深度在15-25米内软土地基竖向排水 SPB-C型 适用深度在25-35米内软土地基竖向排水 SPB-D型 适用深度在35米以上的软土地基竖向排水 塑料排水板加固软土地基的优点： 1.滤水性好，排水畅通，排水效果有保证。 2.材料有良好的强度和延展性，能适合地基变形能力而不影响排水性能。 3.排水板断面尺寸小，施打排水板过程中对地基扰动小。 4.可在超软弱地基上进行插板施工。 5.施工快、工期短，造价低。 塑料排水板(带)基本性能指标断面尺寸检测纵向通水量复合体抗拉强度与延伸率滤膜抗拉强度与延伸率滤膜等效孔径滤膜渗透系数芯板压屈强度 ——JTS 206-1-2009 主要试验标准 JTS 206-1-2009 水运工程塑料排水板应用技术规程 JT/T 521-2004 公路工程土工合成材料塑料排水板(带)产品技术标准 SL 235-2012 水利部土工合成材料测试规程 JTG E50-2006 公路工程土工合成材料试验规程 断面尺寸检测试验方法：——JTS 206-1-2009 ——JTJ 521-2004 试验设备：游标卡尺操作步骤：检测时将排水板(带)展开，在全长范围内均匀选取10个测点，分别测读宽度和厚度数据。 纵向通水量试验方法： ——JTS-206-1-2009 ——JT/T 521-2004 ——JTG E50-2006 ——SL 235-2012 试验设备及用具 连接管路宜短而粗，减小水头损失上下游水位容器应有溢水装置，保持常水头；水位容器应有较大容积，保证水流稳定。 试样两端连接处，必须密封良好，在侧压力作用下不漏水。在试样样长范围内受到均匀且恒定的侧压力。试样内部在常水头下进行渗流 试验设备及用具包封排水板(带)用的乳胶膜套，应弹性良好，不漏水、膜厚宜小于0.3mm。 其他：计时器、量筒、温度计、压力表、直尺等。计时器准确至0.1s、量筒准确度1%，温度计准确至0.5 ℃，压力表宜准确至量程的0.4% 试样制备试验用水应为无杂质脱气水或蒸馏水。工作水温宜接近20℃，以减小因温度校正带来的不准确性。沿排水板(带)长度方向随机剪取两块试样，其有效长度为40cm，加上两端安装长度共约43cm。试验前试样应在水中浸泡24h，水温宜为20±2℃。 操作步骤检查乳胶膜是否渗水，渗水的乳胶膜不能使用。可以先把排水板四个脚修成圆弧状，以免安装乳胶膜的时候刺破乳胶膜 将试样包封在乳胶膜内，试样应平整无褶皱， 按试样的长度方向为通水方向装入水平通水量仪内，密封好两端头，安装好连接部分。 打开进水阀，向腔体内施加水压或其他指定压力至350kPa，在整个试验过程中保持恒压。打开上游水位闸，调节上游水位至指定水位差，使上游平衡水箱处于溢流状态，并使排水板（带）在水力梯度i=0.5的条件下进行渗流。在恒定水力梯度下渗流 ——JTS 206-1-2009 1h ——JT/T 521-2004 0.5h ——JTG E50-2006 0.5h ——SL 235-2012 10min 后测量通水量，并记录测量时间，以后每隔 ——JTS 206-1-2009 1h ——JT/T 521-2004 2h ——JTG E50-2006 2h ——SL 235-2012 2h 测量一次。 直到前后两次通水量差小于前次通水量的 ——JTS 206-1-2009 5% ——JT/T 521-2004 5% ——JTG E50-2006 5% ——SL 235-2012 2% 为止，以此作为排水板（带）的通水量。重新上述步骤，测试另一块排水带（板）的通水量。 计算 计算两块排水板（带）通水量的平均值。 复合体抗拉强度与延伸率的检测试验方法： JTS 206-1-2009 JT/J 521-2004 SL 235-2012 试验设备:电子万能试验机试验机应具有等速拉伸功能。夹具具有足够宽度；具有能够 限制试样的滑移和防止试样损 伤的夹面。荷载指示值应准确至1% 伸长量的测量读数应准确至1mm。应能自动记录拉力—伸长量曲线。 试样制备 试样状态调节试样应置于温度为20±2℃，相对湿度为60%±10%的环境中状态调节24h。 操作步骤：按试样的计量长度调整试验机上、下夹具的间距。设定拉伸速率为50mm/min。将试样放入夹具内夹紧。开启试验机，同时启动记录装置，直至试样破坏为止。 注意事项试验过程中试件从夹具中脱落或从夹具钳口处断裂，应视为试验无效。以伸长率10%时的拉力值作为塑料排水板的拉伸强度。若伸长率不到10%时试样已经破坏，则以破坏前最大拉力作为塑料排水板拉伸强度。 ——JTS 206-1-2009、JT/T 521-2004规定，当塑料排水板延伸率小于4%时，抗拉强度和延伸率指标应判为不合格。 计算计算拉伸强度 计算伸长率 计算拉伸强度及伸长率的平均值。 滤膜抗拉强度与延伸率试验方法： JTS 206-1-2009 JT/J 521-2004 SL 235-2012 试验设备:电子万能试验机试验机应具有等速拉伸功能。夹具具有足够宽度；具有能够 限制试样的滑移和防止试样损 伤的夹面。荷载指示值应准确至1% 伸长量的测量读数应准确至1mm。应能自动记录拉力—伸长量曲线。 试样制备 试样制备滤膜纵向抗拉强度应为干态时的抗拉强度，横向抗拉强度应为湿态时的抗拉强度。 裁剪时，应裁剪两倍试样长度，然后一剪为二，一组测干强度，另一组测湿强度。试样状态调节滤膜干态试样应置于温度为20±2℃，相对湿度为60%±10%的环境中状态调节24h。滤膜湿态抗拉强度的试件应在水中浸泡24h。 操作步骤：按试样的计量长度调整试验机上、下夹具的间距。设定拉伸速率。 ——JTS 206-1-2009、JT/T 521-2004设定50mm/min。 ——SL 235-2012设定20mm/min。将试样放入夹具内夹紧。开启试验机，同时启动记录装置，直至试样破坏为止。 注意事项试验过程中试件从夹具中脱落或从夹具钳口处断裂，应视为试验无效。 ——JTS 206-1-2009 、JT/T 521-2004规定滤膜干态以伸长率10%时的拉力值作为塑料排水板的拉伸强度。若伸长率不到10%时试样已经破坏，则以破坏前最大拉力作为塑料排水板拉伸强度。滤膜湿态以伸长率15%时的拉力值作为塑料排水板的拉伸强度。若伸长率不到15%时试样已经破坏，则以破坏前最大拉力作为塑料排水板拉伸强度。当塑料排水板延伸率小于4%时，抗拉强度和延伸率指标应判为不合格。排水板（带）在拉伸试验过程中，如果有第二峰值出现，是芯带或滤膜的伸长率不相同所致。但只要其中之一的材料断裂，则排水板（带）的排水功能就已经丧失，所以，拉伸试验过程中第一峰值出现便认为试样已经破坏。 计算计算拉伸强度 计算伸长率 计算拉伸强度及伸长率的平均值。 滤膜有效孔径（干筛法） ——能有效通过土工织物的近似最大颗粒直径，O95表示土工布中95%的孔径低于该值。试验方法： JTS-206-1-2009 JT/T 521-2004 JTG E50-2006 SL 235-2012 试验设备：电子天平:称量200g，感量0.01g 试验筛：直径200mm。振筛机：横向摇动频率(220士10)次/min;回转半径(12士1)mm。垂直振动频率(150士10)次/min;振幅(10士2) mm 振筛用颗粒材料：通常可选用玻璃珠或球形砂粒。将洗净烘干的颗粒材料用筛析法进行分级制备，标准试验筛孔径分级如下：0.060～0.075mm、0.075～0.090mm、0.090～0.106mm、0.106～0.125mm、0.125～0.150mm 、0.150~0.180mm 、0.180~0.250mm 、0.250~0.350mm等 其他：计时器，细软刷子等。试样制备每组试样不少于5个。试样直径应大于筛子直径。试样状态调节试样应置于温度为20±2℃，相对湿度为60%±10%的环境中状态调节24h。试样应进行去静电处理，可采用湿毛巾轻擦试样，并且晾干。 操作步骤将试样放在筛网上，并固定好。称量颗粒材料50g，均匀撒布在试样表面。将装好试样的试验筛、接受盘与筛盖夹紧装入振筛机上，开启机器，振筛10min。停机后，称量通过试样的颗粒材料质量。用另一级颗粒材料在同一块试样上重复以上操作。测定孔径分布曲线，应取得不少于3~4级连续分级颗粒的过筛率，并要求试验点均匀分布。滤膜的等效孔径仅测O95，则需有一组的过筛率低于5%。 计算某级颗粒过筛率的计算： 计算过筛率平均值 曲线的横坐标应采用对数坐标，纵坐标为平均过筛率。 ——JTS 206-1-2009 每一级的颗粒直径以每组标准砂粒径的平均值。 ——JTG E50-2006 每一级的颗粒直径以每组标准砂粒的下限值。 ——SL 235-2012 每一级的颗粒直径以颗粒的上下限值和过筛率进行线性内插得到。然后以各级颗粒的平均过筛率与相应各级颗粒直径在半对数纸上绘孔径分布曲线。等效孔径O95为分布曲线上过筛率为5%所对应的粒径值。 滤膜垂直渗透试验（恒水头法） ——在单位水力梯度下垂直于土工织物平面流动的水的流速(mm/s) 试验方法： JTG E50-2006 JTS 206-1-2009 JT/T 521-2004 SL 235-2012 试验设备： 垂直渗透试验仪：包括安装试样装置、供水装置、恒水位装置与水位测量装置，垂直渗透试验原理如图 安装试样装置：试样有效过水面积应不小于20cm2，应能装单片和多片土工织物试样；试样密封应良好，不应有渗漏。供水装置：管路宜短而粗，减小水头损失。恒水位装置：容器应有溢流装置，在试验过程中保持常水头；并且容器应能调节水位，水头变化范围为1~150mm。水位测量装置：水位测量应准确至1mm。其他：计时器、量筒、水桶、温度计等。计时器准确至0.1s、量筒精确到10ml，温度计准确至0.5℃。 试样准备：试样数量应符合下列规定： 单片试样应不少于5个。 多片试样应不少于5组。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0.1%V/V 的烷基苯磺酸钠。试验用水应为无杂质脱气水或蒸馏水。工作水温宜接近20℃，以减小因温度校正带来的不准确性。操作步骤：试样应充分饱和。试样安装操作过程中应防止空气进入试样，有条件的宜在水下装样。调节上游水位，应使其高出下游水位，水从上游流向下游，并溢出。待上下游水位差△h稳定后，测读△h，开启计时器，用量筒接取一定时段内的渗透水量，并测量水量与时间，测量时间应不少于10s，测量水量应不少于100mL。 调节上游水位，改变水利梯度，重复2、3条操作。作渗透流与水力梯度的关系曲线，取其线性范围内的试验结果，计算平均渗透系数。重复1~4条，对其余试样进行试验。 ——JTG E50-2006 如土工织物总体渗透性能已确定，对控制材料质量为目的，只需测50mm水头差的流速。 收集渗透水量至少1000mL，时间至少30s。计算 计算5块试样的渗透系数的平均值 塑料排水板（带）芯板压屈试验试验方法：SL 235-2012 应变法 JT/T 521-2004 应力法 JTG E50-2006 应力法 JTS 206-1-2009 应力法试验设备： ——SL 235-2012 要求的试验设备试验机应具有等速加压功能。变形测量应准确至0.01mm，仪器达不到要求可加百分表测量，量程为10mm。 ——JT/T 521-2004 ——JTG E50-2006 ——JTS 206-2009 要求试验设备及用具包括: 压力机：具有等速率加荷和恒压功能，能测读加压过程中的应力、应变量，绘制应力-应变曲线。其他能满足要求的加压设备，如加压用的磅秤加压仪或杠杆加压仪，加载能力应不小于3kN; 百分表的量程为10mm，分度值为0.01mm 试样制备 试样状态调节试样应置于温度为20±2℃，相对湿度为60%±10%的环境中状态调节24h。操作步骤 ——SL 235-2012 设定压缩速率为0.5mm/min。将试样水平放在上下各垫刚性 板的试验机上，施加2kPa预压 力，将百分表调零。 开启试验机器对试样等速加压，直至压力峰值出现或变形快速增加即终止试验。应记录压力——变形曲线。重复以上操作对其余试样进行试验。 压屈前 压屈后 ——JT/T 521-2004 ——JTG E50-2006 将试样放在加压仪上，上下各垫刚性板，施加1kPa预压力，将百分表调零; 对试样施加第一级压力50kPa，随即记时，恒定压力，每10min从百分表上测读一次压缩变形量，当相邻两次读数差小于试样厚的1%(约0.04mm)时，即以此读数作为该级压力下的压缩量; 重复上述步骤分别对试样施加150kPa、250kPa 、 350kPa 、 450kPa等压力，测记各级压力下的压缩量，精确到0.01mm。重复以上操作对其余试样进行试验。 ——JTS 206-1-2009 安装塑料排水板压屈强度试件时应在试件上下各垫刚性板，并施加1～2kPa预压力。塑料排水板压屈强度试验荷载应分级施加，第一级荷载为50kPa，每级荷载增量为50kPa。每级荷载施加后，每10min测读一次压缩变形量值，当相邻两次读数值差小于0.04mm时，可认为此级荷载稳定，并可施加下一级荷载，直至芯板槽齿倒伏为止。重复以上操作对其余试样进行试验。 计算 ——SL235-2012 ——JT/T 521-2004 ——JTG E50-2006 ——JTS 206-1-2009 TEL: 021-65427100-6026 Mail: pczhangsir@sina.cnNe5红软基地