【正文】 5678910ll121314K2)單位面積質(zhì)量試驗(1)目的及適用范圍本試驗方法適用于土工合成材料，測定其單位面積質(zhì)量。(2)儀器和儀具①剪刀。②尺：最小分度值為lmm。③天平：()。(3)試樣制備①試樣數(shù)量不得少于10塊，對試樣進行編號。②試樣面積：對一般土工合成材料，試樣面積為10cmlOcm，裁剪和測量精度為lmm；對網(wǎng)孔較大或均勻性較差的土工合成材料，可適當(dāng)加大試樣尺寸。③取樣方法：按前述方法取試樣。(4)試驗步驟將裁剪好的試樣按編號順序逐一在天平上稱量，并細心測讀和記錄。(5)結(jié)果整理①按下式計算每塊試樣的單位面積質(zhì)量M(g/m2)：M=m/A式中：m——試樣質(zhì)量(g)；A——試樣面積(m2)。②按前述方法計算單位面積質(zhì)量的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差及變異系數(shù)。3)厚度試驗(1)用厚度試驗儀測厚度①目的和適用范圍本試驗方法適用于測定土工合成材料在不同壓力下的厚度。②儀器和儀具厚度試驗儀由下列部件及用具組成，如圖57所示。；其面積要大于2倍的壓腳面積。：采用表面光滑、面積為25cm2的圓形壓腳。壓腳重5N，放在試樣上時，其自重對試樣施加的壓力為2kPa177。，壓力分別為：0kPa177。、200kPa177。1kPa。(或千分表)：用以量測基準(zhǔn)板至壓腳間的垂直距離。，；。：。③試樣制備，對試樣進行編號；10cm；。④試驗步驟，檢查壓腳軸是否靈活，調(diào)整百分表至零讀數(shù)。，將試樣在不受張力情況下放置在基準(zhǔn)板與壓腳之間。輕輕放下壓腳，穩(wěn)壓30s后記錄百分表讀數(shù)。，在需測定厚度隨壓力的變化時，尚需進行45步驟。177。，穩(wěn)壓30s后讀數(shù)。177。1kPa的壓力，穩(wěn)壓30s后讀數(shù)。除去壓力，取出試樣。，測試完10塊試樣。⑤結(jié)果整理，以nlnl表示。，；。，采用2kPa壓力下的試樣厚度平均值作為士工合成材料試樣的厚度。、厚度的平均值為縱坐標(biāo)；繪制厚度與壓力的關(guān)系曲線圖。(2)用無側(cè)限抗壓強度試驗儀測厚度①目的和適用范圍本試驗方法適用于測定土工合成材料在不同壓力下的厚度。②儀器和儀具無側(cè)限抗壓強度試驗儀包括以下部件及用具，見圖58。：其面積要大于2倍的壓腳面積。：面積為25cm2的圓形壓腳。：量力鋼環(huán)(或壓力傳感器)、測力表，量力鋼環(huán)應(yīng)定期標(biāo)定。：百分表(或千分表)、秒表。③試樣制備要求同測厚儀量測法。④試驗步驟，使基準(zhǔn)板上升，待其與壓腳接觸，調(diào)整百分表至零讀數(shù)。，使基準(zhǔn)板下降，將試樣放在板上。，使基準(zhǔn)板上升，試樣受壓。可根據(jù)l～300kPa的壓力范圍和量力環(huán)的鋼環(huán)系數(shù)來確定加壓時量力環(huán)中測力表的讀數(shù)范圍，一般在此讀數(shù)范圍內(nèi)分三級加壓，施加壓力分別為2kPa177。、20kPa177。、200kPa177。，每次加壓后需穩(wěn)壓30s再讀數(shù)。，在只需測定該壓力下的厚度時，可只對試樣施加2kPa177。，測試10塊試樣。⑤結(jié)果整理由量力環(huán)變形讀數(shù)和鋼環(huán)系數(shù)，計算各變形值時試樣所受的壓力。其他數(shù)據(jù)的整理方法同測厚儀方法。土工織物力學(xué)特性測試土工布的機械性能包括抗拉強度及延伸率、握持強度及延伸率、抗撕裂強度、頂破強度、刺破強度、抗壓縮性能等。隧道用土工布的力學(xué)性能測試一般有：條帶拉伸試驗、撕裂試驗、頂破強度試驗、刺破試驗等。1）條帶拉伸試驗條帶拉伸試驗適用于土工合成材料的寬條拉伸試驗和窄條拉伸試驗。（1）儀器和儀具①拉力機：具有等速拉伸功能，能測讀拉伸過程中土工合成材料的拉力和伸長量或直接記錄拉力一伸長量曲線(如圖)。②夾具：一對夾持試樣的夾具，其鉗口面要有一定的約束作用，防止試樣在鉗口打滑，同時又要防止試樣在鉗口內(nèi)被損壞。并滿足：，夾具實際寬度不小于2lOmm；，夾具實際寬度不小于60mm；，兩夾之間的最大凈距不小于300mm。③動力裝置：采用調(diào)速電機油壓或機械設(shè)施調(diào)節(jié)拉伸速率。④測量和記錄裝置：%。%的試樣，測量伸長量可用有刻度的鋼尺，精度為1mm；對延伸率小于10%的試樣。，也可用拉力傳感器和位移傳感器測量拉力和伸長量。(2)試樣制備①試樣數(shù)量：分別以土工合成材料縱向和橫向作試樣長邊，剪取試樣各6塊。②試樣尺寸：裁剪試樣寬度200mm，長度至少200mm，實際長度視夾具而定，必須有足夠的長度使試樣伸出夾具，試樣計量長度為lOOmm。對于有紡?fù)凉た椢铮眉粼嚇訉挾?lOmm，再在兩邊拆去大約相同數(shù)量的纖維，使試樣寬度達到200mm（如圖)。：裁剪試樣寬度50mm，長度至少200mm，必須有足夠的長度使試樣伸出夾具，試樣計量長度為lOOmm。對于有紡?fù)凉た椢?，裁剪試樣寬?0mm，再在兩邊拆去大約相同數(shù)量的纖維，使試樣寬度達到50mm[圖5lOa)]。，要求測定濕態(tài)強度時，裁剪兩倍的長度，然后截為等長度的兩塊。，要求從水中取出到上機拉伸的時間間隔不大于lOmin。③取樣方法：取樣原則與厚度測試相同。(3).試驗步驟①調(diào)整兩夾具的初始間距為lOOmm。兩個夾具中一個的支點能自由旋轉(zhuǎn)或為萬向接頭，保證兩個夾具平行并在一個平面內(nèi)。②選擇拉力機的滿量程范圍，使試樣的最大斷裂力在滿量程的10%～90%范圍內(nèi)，設(shè)定拉伸速率為50mm/min。③將試樣對中放入夾具內(nèi)，為方便對中，可在試樣上畫垂直于拉伸方向的兩條相距l(xiāng)OOmm的平行線作為標(biāo)志線。④測讀試樣的初始長度L0。⑤開動試驗機，以拉伸速率50mm/min進行拉伸，同時啟動記錄裝置，連續(xù)運轉(zhuǎn)直到試樣破壞時停機。對延伸率較大的試樣，應(yīng)拉伸至其拉力明顯降低時方能停機。⑥測量伸長量：在拉伸過程中，測定拉力的同時測定伸長量。(4)結(jié)果整理①抗拉強度：土工織物或小孔徑土工網(wǎng)的抗拉強度可用下式計算：Ts=Pf/B式中： Ts——抗拉強度(N/m，kN/m)；Pf——測讀的最大拉力(N，kN)；B——試樣寬(m)。②延伸率：延伸率按下式計算：式中：——延伸率(%)；L0——初始長度(mm)；Lf一—對應(yīng)最大拉力時的試樣長度(mm)。③拉伸模量：由拉伸過程中的拉力一伸長量可轉(zhuǎn)化成應(yīng)力一應(yīng)變曲線，并可計算拉伸模量。拉伸模量可由以下方法求出：：如果應(yīng)力一應(yīng)變曲線在初始階段是線性的，利用初始切線可取得比較準(zhǔn)確的模量值[圖a]]。由于應(yīng)力一應(yīng)變曲線方程一般是未知的，初始拉伸模量一般由作圖法求出或選擇初始直線段斜率代替。：當(dāng)應(yīng)力一應(yīng)變曲線開始段坡度很小，在中間部分接近線性，則把開始段的曲線舍棄，將縱軸向右移到直線部分的延長線與橫軸相交的位置，再求出Eo和偏移量[圖b)]。偏移初始拉伸模量一般由作圖法求出或用直線段斜率代替。：當(dāng)應(yīng)力一應(yīng)變曲線始終呈非線性變化，用上述兩種方法不能取得合適的模量時，則可采用割線法。從原點到曲線上某一點(如應(yīng)變?yōu)?0%或20%)連一直線，該線斜率即為割線拉伸模量[圖lc)]。④計算抗拉強度、延伸率及各拉伸模量的平均值，并計算它們的標(biāo)準(zhǔn)差及變異系數(shù)Cv。2)撕裂試驗土工織物抵抗擴大破損裂口的能力用撕裂強度表示。公路行業(yè)采用梯形法測定土工織物的撕裂強度。(1)儀器和儀具①拉力機：同條帶拉伸試驗用的拉力機，其拉伸速率為100mm/min。②夾具：夾持面尺寸(長寬)為50mm84mm，寬度要求不小于84mm，寬度方向垂直于力的作用方向。要求夾具上下夾持面平行、光滑，夾緊時不損壞試樣，同時要求試驗中試樣不發(fā)生打滑。③梯形模板：用于剪樣，標(biāo)有尺寸，(如圖5a)所示。(2)試樣制備①試樣數(shù)量：經(jīng)向和緯向各取10塊試樣。②試樣尺寸：試樣為寬75mm、長150mm的矩形試樣，在矩形試樣中部用梯形模板畫一等腰梯形，尺寸如圖b)所示。③取樣方法：應(yīng)符合試樣制備的一般原則。④有紡?fù)凉た椢镌嚇樱簻y定經(jīng)向纖維的撕裂強度時，剪取試樣長邊應(yīng)與經(jīng)向纖維平行，使試樣切縫切斷和試驗時拉斷的為經(jīng)向纖維。測定緯向撕裂強度時，剪取試樣長邊應(yīng)與緯向纖維平行，使試樣被切斷和撕裂拉斷的為緯向纖維。⑤無紡?fù)凉た椢镌嚇樱簻y定經(jīng)向的撕裂強度時，剪取試樣長邊應(yīng)與織物經(jīng)向平行，使切縫垂直于經(jīng)向；測定緯向撕裂強度時，剪取試樣長邊應(yīng)與織物緯向平行，使切縫垂直于緯向。⑥在已畫好的梯形試樣短邊1/2處剪一條垂直于短邊的長15mm的切縫。⑦準(zhǔn)備好試樣，如進行濕態(tài)撕裂試驗，要求同條帶拉伸試驗。(3)試驗步驟①調(diào)整拉力機夾具的初始距離到25mm，設(shè)定拉力機滿量程使試樣最大撕裂荷載在滿量程的10%～90%范圍內(nèi)，設(shè)定拉伸速率為lOOmm/mm。②將試樣放入夾具內(nèi)，沿梯形不平行的兩腰邊緣夾住試樣。梯形的短邊平整繃緊，其余呈起皺疊合狀，夾緊夾具。③開動拉力機，以拉伸速率lOmm/min拉伸試樣，并記錄拉伸過程中的撕裂力，直至試樣破壞時停機。撕裂力可能有幾個峰值和谷值，也可能是單一上升而只有一個最大值，如圖513所示。取最大值作為撕裂強度，單位以N表示。④在夾具內(nèi)有打滑現(xiàn)象或有l(wèi)/4以上的試樣在夾具邊緣5mm范圍內(nèi)發(fā)生斷裂時，則夾具可作如下處理：；；。(4)結(jié)果整理①分別計算順機向和橫機向的平均撕裂強度。②分別計算順機向和橫機向撕裂強度的標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)。3)頂破強度試驗在隧道工程中，土工織物按接觸面的受力特征和破壞形式可分為頂破、刺破和穿透幾種受力狀態(tài)。頂破強度是反應(yīng)土工織物抵抗垂直物平面的法向壓力的能力，頂破強度試驗與刺破強度試驗相比，壓力作用面積相對較大，材料呈雙向受力狀態(tài)。下面介紹頂破試驗中常用的圓球頂破試驗和CBR頂破試驗。(1)圓球頂破試驗以規(guī)定直徑圓球頂桿均勻垂直頂壓于土工合成材料平面時，土工合成材料所能夠承受的最大頂壓力。①儀器和設(shè)備試驗可在測定土工合成材料的條帶拉伸強度的拉力機上進行，儀器主要包括下列附件，其結(jié)構(gòu)及功能見圖。，反向器結(jié)構(gòu)簡單，由套在一起的上下兩框架組成，上框架連至拉力機的固定夾具，下框架連至拉力機的可移動夾具，當(dāng)下框架向下拉伸時，固定在上下框架上的圓球頂裝置產(chǎn)生頂壓。，即一端部帶有鋼球的頂桿和一個安裝試樣的環(huán)形夾具。其中：；； ②試樣制備：每組試驗取10塊試樣。：試樣尺寸為φ120mm。：按前述原則取樣。③試驗步驟，使最大壓力在滿量程的10%90%范圍內(nèi)。，將試樣夾緊。，頂壓速率為100mm/min，在此速率下連續(xù)運行直至試樣被頂破，記下最大壓力，單位為N。④計算。(2)CBR頂破試驗以CBR儀的圓柱頂桿均勻垂直頂壓于土工合成材料平面時，土工合成材料所能夠承受的最大頂壓力。①儀器和儀具：見圖a)，試驗儀最大壓力約50kN，行程為100mm；頂壓時可用電動驅(qū)動或人工驅(qū)動，要求頂壓速率為60mm/min。：安裝在加荷框架上，量力環(huán)下部裝有50mm的圓柱形平頭頂壓桿，量力環(huán)中的百分表用于測定量力環(huán)變形計算頂壓力。：如圖b)所示，夾具內(nèi)徑為150mm，試樣直徑為230mm。②試樣制備：每組試驗取10塊試樣。：試樣尺寸為聲230mm。：按前述原則取樣。③試驗步驟，擰緊夾具，使試樣在自然狀態(tài)下繃緊。，調(diào)整高度，使試樣與頂桿剛好接觸。，記錄百分表讀數(shù)和量力環(huán)讀數(shù)，到確認(rèn)試樣破壞為止。，取下已破壞的試樣。，每組共進行10塊試樣。④結(jié)果整理，將量力環(huán)中百分表的讀數(shù)換算為力(N)。(N)。、標(biāo)準(zhǔn)差及變異系數(shù)。4)刺破強度試驗刺破強度是反映土工織物抵抗小面積集中荷載，如抵抗有棱角的石子、支護用鋼構(gòu)件端頭等的能力。試驗方法與圓球頂破試驗相似，只是以金屬桿代替圓球。(1)儀器和儀具①壓力機或帶有反向器的拉力機：其變形速率為300mm/min。②量力環(huán)：其量程要滿足最大壓力值。③環(huán)形夾具：。④剛性頂桿：直徑8mm，平頭。(2)試樣準(zhǔn)備①試樣數(shù)量：每組試驗取lO塊試樣。②試樣尺寸：試樣尺寸為φ120mm。③取樣方法：按前述原則剪樣。（3）試驗步驟①將試樣放入環(huán)形夾具內(nèi)，使試樣在自然狀態(tài)下放平，擰緊夾具。②將夾具放在加荷裝置上并對中，如圖516。③將速率設(shè)定在lOOmm/min。④調(diào)整連接在剛性頂桿上的量力環(huán)的百分表讀數(shù)至零。⑤開機，記錄頂桿頂壓試樣時的最大壓力值。⑥停機，取下試樣。⑦重復(fù)l~6步驟進行試驗，每組試驗進行10塊試樣。（4）結(jié)果整理①由量力環(huán)標(biāo)定曲線，將量力環(huán)中百分表的讀數(shù)換算為力(N)。②計算每塊試樣的頂破強度Tp(N)。③計算10塊試樣的頂破強度平均值、標(biāo)準(zhǔn)差及變異系數(shù)。土工織物水力學(xué)特性試驗土工布的滲透性表明其在反濾和排水方面的能力。隧道用土工布，必須具有以下特性：保土性：防止被保護圍巖、襯砌的顆粒隨水流流失；滲水性：保證滲流水通暢排走；防堵性：防止材料被細土粒堵塞失效。這被稱為反濾三準(zhǔn)則，都與土工布的水力學(xué)性能密切相關(guān)。主要包括兩個方面：一是透水與導(dǎo)水能力，二是阻止顆粒流失的能力。這些特性主要取決于土工織物的孔隙特征和滲透特性等。1）土工織物孔隙的特征(1)孔隙率土工織物的孔隙率是指其孔隙體積與總體積的比值，以n(%)表示，它是無紡織物的主要物理性質(zhì)之一?？紫堵实拇_定不需要直接進行試驗，它可通過下式計算求得。式中：m一一單位面積質(zhì)量(g/m2)；——原材料密度(g/m3)；——織物厚度(m)。（2）篩分法試驗土工布的有效孔徑(EOS)或表觀孔徑(AOs)表示能有效通過的最大顆粒直徑。目前具體試驗方法有兩種：干篩法(GB/T14799一1993)和濕篩法(GB/T17634—1998)。目前國內(nèi)應(yīng)用的仍以干篩法為主。干篩法標(biāo)準(zhǔn)制備是分檔顆粒()，逐檔放于振篩上(以土工布作為篩布)得出一系列不同粒徑的篩余率，當(dāng)某一粒徑的篩余率等于總量的90%或95%時，該粒徑即為該土工布的表觀孔徑或有效孔徑，相應(yīng)用或表示。①儀器和儀具：細篩一個、孔徑為2mm，外徑為