【正文】 5678910ll121314K2)單位面積質(zhì)量試驗(yàn)(1)目的及適用范圍本試驗(yàn)方法適用于土工合成材料，測(cè)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(duì)試樣進(jìn)行編號(hào)。②試樣面積：對(duì)一般土工合成材料，試樣面積為10cmlOcm，裁剪和測(cè)量精度為lmm；對(duì)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(yàn)步驟將裁剪好的試樣按編號(hào)順序逐一在天平上稱(chēng)量，并細(xì)心測(cè)讀和記錄。(5)結(jié)果整理①按下式計(jì)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(jì)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(yàn)(1)用厚度試驗(yàn)儀測(cè)厚度①目的和適用范圍本試驗(yàn)方法適用于測(cè)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(yàn)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(shí)，其自重對(duì)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(cè)基準(zhǔn)板至壓腳間的垂直距離。，；。：。③試樣制備，對(duì)試樣進(jìn)行編號(hào)；10cm；。④試驗(yàn)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(cè)定厚度隨壓力的變化時(shí)，尚需進(jìn)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(cè)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(xiàn)圖。(2)用無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)儀測(cè)厚度①目的和適用范圍本試驗(yàn)方法適用于測(cè)定土工合成材料在不同壓力下的厚度。②儀器和儀具無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)儀包括以下部件及用具，見(jiàn)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(cè)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(cè)厚儀量測(cè)法。④試驗(yàn)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?？筛鶕?jù)l～300kPa的壓力范圍和量力環(huán)的鋼環(huán)系數(shù)來(lái)確定加壓時(shí)量力環(huán)中測(cè)力表的讀數(shù)范圍，一般在此讀數(shù)范圍內(nèi)分三級(jí)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(cè)定該壓力下的厚度時(shí)，可只對(duì)試樣施加2kPa177。，測(cè)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(jì)算各變形值時(shí)試樣所受的壓力。其他數(shù)據(jù)的整理方法同測(cè)厚儀方法。土工織物力學(xué)特性測(cè)試土工布的機(jī)械性能包括抗拉強(qiáng)度及延伸率、握持強(qiáng)度及延伸率、抗撕裂強(qiáng)度、頂破強(qiáng)度、刺破強(qiáng)度、抗壓縮性能等。隧道用土工布的力學(xué)性能測(cè)試一般有：條帶拉伸試驗(yàn)、撕裂試驗(yàn)、頂破強(qiáng)度試驗(yàn)、刺破試驗(yàn)等。1）條帶拉伸試驗(yàn)條帶拉伸試驗(yàn)適用于土工合成材料的寬條拉伸試驗(yàn)和窄條拉伸試驗(yàn)。（1）儀器和儀具①拉力機(jī)：具有等速拉伸功能，能測(cè)讀拉伸過(guò)程中土工合成材料的拉力和伸長(zhǎng)量或直接記錄拉力一伸長(zhǎng)量曲線(xiàn)(如圖)。②夾具：一對(duì)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(shí)又要防止試樣在鉗口內(nèi)被損壞。并滿(mǎn)足：，夾具實(shí)際寬度不小于2lOmm；，夾具實(shí)際寬度不小于60mm；，兩夾之間的最大凈距不小于300mm。③動(dòng)力裝置：采用調(diào)速電機(jī)油壓或機(jī)械設(shè)施調(diào)節(jié)拉伸速率。④測(cè)量和記錄裝置：%。%的試樣，測(cè)量伸長(zhǎng)量可用有刻度的鋼尺，精度為1mm；對(duì)延伸率小于10%的試樣。，也可用拉力傳感器和位移傳感器測(cè)量拉力和伸長(zhǎng)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(zhǎng)邊，剪取試樣各6塊。②試樣尺寸：裁剪試樣寬度200mm，長(zhǎng)度至少200mm，實(shí)際長(zhǎng)度視夾具而定，必須有足夠的長(zhǎng)度使試樣伸出夾具，試樣計(jì)量長(zhǎng)度為lOOmm。對(duì)于有紡?fù)凉た椢?，裁剪試樣寬?lOmm，再在兩邊拆去大約相同數(shù)量的纖維，使試樣寬度達(dá)到200mm（如圖)。：裁剪試樣寬度50mm，長(zhǎng)度至少200mm，必須有足夠的長(zhǎng)度使試樣伸出夾具，試樣計(jì)量長(zhǎng)度為lOOmm。對(duì)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(dá)到50mm[圖5lOa)]。，要求測(cè)定濕態(tài)強(qiáng)度時(shí)，裁剪兩倍的長(zhǎng)度，然后截為等長(zhǎng)度的兩塊。，要求從水中取出到上機(jī)拉伸的時(shí)間間隔不大于lOmin。③取樣方法：取樣原則與厚度測(cè)試相同。(3).試驗(yàn)步驟①調(diào)整兩夾具的初始間距為lOOmm。兩個(gè)夾具中一個(gè)的支點(diǎn)能自由旋轉(zhuǎn)或?yàn)槿f(wàn)向接頭，保證兩個(gè)夾具平行并在一個(gè)平面內(nèi)。②選擇拉力機(jī)的滿(mǎn)量程范圍，使試樣的最大斷裂力在滿(mǎn)量程的10%～90%范圍內(nèi)，設(shè)定拉伸速率為50mm/min。③將試樣對(duì)中放入夾具內(nèi)，為方便對(duì)中，可在試樣上畫(huà)垂直于拉伸方向的兩條相距l(xiāng)OOmm的平行線(xiàn)作為標(biāo)志線(xiàn)。④測(cè)讀試樣的初始長(zhǎng)度L0。⑤開(kāi)動(dòng)試驗(yàn)機(jī)，以拉伸速率50mm/min進(jìn)行拉伸，同時(shí)啟動(dòng)記錄裝置，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)直到試樣破壞時(shí)停機(jī)。對(duì)延伸率較大的試樣，應(yīng)拉伸至其拉力明顯降低時(shí)方能停機(jī)。⑥測(cè)量伸長(zhǎng)量：在拉伸過(guò)程中，測(cè)定拉力的同時(shí)測(cè)定伸長(zhǎng)量。(4)結(jié)果整理①抗拉強(qiáng)度：土工織物或小孔徑土工網(wǎng)的抗拉強(qiáng)度可用下式計(jì)算：Ts=Pf/B式中： Ts——抗拉強(qiáng)度(N/m，kN/m)；Pf——測(cè)讀的最大拉力(N，kN)；B——試樣寬(m)。②延伸率：延伸率按下式計(jì)算：式中：——延伸率(%)；L0——初始長(zhǎng)度(mm)；Lf一—對(duì)應(yīng)最大拉力時(shí)的試樣長(zhǎng)度(mm)。③拉伸模量：由拉伸過(guò)程中的拉力一伸長(zhǎng)量可轉(zhuǎn)化成應(yīng)力一應(yīng)變曲線(xiàn)，并可計(jì)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(xiàn)在初始階段是線(xiàn)性的，利用初始切線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)段斜率代替。：當(dāng)應(yīng)力一應(yīng)變曲線(xiàn)開(kāi)始段坡度很小，在中間部分接近線(xiàn)性，則把開(kāi)始段的曲線(xiàn)舍棄，將縱軸向右移到直線(xiàn)部分的延長(zhǎng)線(xiàn)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(xiàn)段斜率代替。：當(dāng)應(yīng)力一應(yīng)變曲線(xiàn)始終呈非線(xiàn)性變化，用上述兩種方法不能取得合適的模量時(shí)，則可采用割線(xiàn)法。從原點(diǎn)到曲線(xiàn)上某一點(diǎn)(如應(yīng)變?yōu)?0%或20%)連一直線(xiàn)，該線(xiàn)斜率即為割線(xiàn)拉伸模量[圖lc)]。④計(jì)算抗拉強(qiáng)度、延伸率及各拉伸模量的平均值，并計(jì)算它們的標(biāo)準(zhǔn)差及變異系數(shù)Cv。2)撕裂試驗(yàn)土工織物抵抗擴(kuò)大破損裂口的能力用撕裂強(qiáng)度表示。公路行業(yè)采用梯形法測(cè)定土工織物的撕裂強(qiáng)度。(1)儀器和儀具①拉力機(jī)：同條帶拉伸試驗(yàn)用的拉力機(jī)，其拉伸速率為100mm/min。②夾具：夾持面尺寸(長(zhǎng)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(shí)不損壞試樣，同時(shí)要求試驗(yàn)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(zhǎng)150mm的矩形試樣，在矩形試樣中部用梯形模板畫(huà)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(cè)定經(jīng)向纖維的撕裂強(qiáng)度時(shí)，剪取試樣長(zhǎng)邊應(yīng)與經(jīng)向纖維平行，使試樣切縫切斷和試驗(yàn)時(shí)拉斷的為經(jīng)向纖維。測(cè)定緯向撕裂強(qiáng)度時(shí)，剪取試樣長(zhǎng)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(wú)紡?fù)凉た椢镌嚇樱簻y(cè)定經(jīng)向的撕裂強(qiáng)度時(shí)，剪取試樣長(zhǎng)邊應(yīng)與織物經(jīng)向平行，使切縫垂直于經(jīng)向；測(cè)定緯向撕裂強(qiáng)度時(shí)，剪取試樣長(zhǎng)邊應(yīng)與織物緯向平行，使切縫垂直于緯向。⑥在已畫(huà)好的梯形試樣短邊1/2處剪一條垂直于短邊的長(zhǎng)15mm的切縫。⑦準(zhǔn)備好試樣，如進(jìn)行濕態(tài)撕裂試驗(yàn)，要求同條帶拉伸試驗(yàn)。(3)試驗(yàn)步驟①調(diào)整拉力機(jī)夾具的初始距離到25mm，設(shè)定拉力機(jī)滿(mǎn)量程使試樣最大撕裂荷載在滿(mǎn)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(kāi)動(dòng)拉力機(jī)，以拉伸速率lOmm/min拉伸試樣，并記錄拉伸過(guò)程中的撕裂力，直至試樣破壞時(shí)停機(jī)。撕裂力可能有幾個(gè)峰值和谷值，也可能是單一上升而只有一個(gè)最大值，如圖513所示。取最大值作為撕裂強(qiáng)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(shí)，則夾具可作如下處理：；；。(4)結(jié)果整理①分別計(jì)算順機(jī)向和橫機(jī)向的平均撕裂強(qiáng)度。②分別計(jì)算順機(jī)向和橫機(jī)向撕裂強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)。3)頂破強(qiáng)度試驗(yàn)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(qiáng)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(qiáng)度試驗(yàn)與刺破強(qiáng)度試驗(yàn)相比，壓力作用面積相對(duì)較大，材料呈雙向受力狀態(tài)。下面介紹頂破試驗(yàn)中常用的圓球頂破試驗(yàn)和CBR頂破試驗(yàn)。(1)圓球頂破試驗(yàn)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(shí)，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(yàn)可在測(cè)定土工合成材料的條帶拉伸強(qiáng)度的拉力機(jī)上進(jìn)行，儀器主要包括下列附件，其結(jié)構(gòu)及功能見(jiàn)圖。，反向器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由套在一起的上下兩框架組成，上框架連至拉力機(jī)的固定夾具，下框架連至拉力機(jī)的可移動(dòng)夾具，當(dāng)下框架向下拉伸時(shí)，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(gè)安裝試樣的環(huán)形夾具。其中：；； ②試樣制備：每組試驗(yàn)取10塊試樣。：試樣尺寸為φ120mm。：按前述原則取樣。③試驗(yàn)步驟，使最大壓力在滿(mǎn)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(yùn)行直至試樣被頂破，記下最大壓力，單位為N。④計(jì)算。(2)CBR頂破試驗(yàn)以CBR儀的圓柱頂桿均勻垂直頂壓于土工合成材料平面時(shí)，土工合成材料所能夠承受的最大頂壓力。①儀器和儀具：見(jiàn)圖a)，試驗(yàn)儀最大壓力約50kN，行程為100mm；頂壓時(shí)可用電動(dòng)驅(qū)動(dòng)或人工驅(qū)動(dòng)，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(cè)定量力環(huán)變形計(jì)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(yàn)取10塊試樣。：試樣尺寸為聲230mm。：按前述原則取樣。③試驗(yàn)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(jìn)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(qiáng)度試驗(yàn)刺破強(qiáng)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(hù)用鋼構(gòu)件端頭等的能力。試驗(yàn)方法與圓球頂破試驗(yàn)相似，只是以金屬桿代替圓球。(1)儀器和儀具①壓力機(jī)或帶有反向器的拉力機(jī)：其變形速率為300mm/min。②量力環(huán)：其量程要滿(mǎn)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(yàn)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(yàn)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(duì)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(kāi)機(jī)，記錄頂桿頂壓試樣時(shí)的最大壓力值。⑥停機(jī)，取下試樣。⑦重復(fù)l~6步驟進(jìn)行試驗(yàn)，每組試驗(yàn)進(jìn)行10塊試樣。（4）結(jié)果整理①由量力環(huán)標(biāo)定曲線(xiàn)，將量力環(huán)中百分表的讀數(shù)換算為力(N)。②計(jì)算每塊試樣的頂破強(qiáng)度Tp(N)。③計(jì)算10塊試樣的頂破強(qiáng)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(yàn)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(hù)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(xì)土粒堵塞失效。這被稱(chēng)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(gè)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(wú)紡織物的主要物理性質(zhì)之一?？紫堵实拇_定不需要直接進(jìn)行試驗(yàn)，它可通過(guò)下式計(jì)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(yàn)土工布的有效孔徑(EOS)或表觀孔徑(AOs)表示能有效通過(guò)的最大顆粒直徑。目前具體試驗(yàn)方法有兩種：干篩法(GB/T14799一1993)和濕篩法(GB/T17634—1998)。目前國(guó)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(shí)，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(xì)篩一個(gè)、孔徑為2mm，外徑為