- 土工合成材料试验方法(摘要)

土工合成材料试验一、 土工格栅的拉伸强度、延伸率(摘自GB/T17689-2008)1试验仪器拉力试验机：拉力试验机精度为1％，量程使用范围为10%—90%。

2 试验步骤1）试样的制备① 单拉塑料格栅采用单肋法测试时，裁取试样时将样品两侧面去掉两个肋后，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，试样沿横方向取3个肋，剪断两侧的2肋。

② 采取多肋法法测试时，均匀裁取5个试样，试样应沿着纵向方向保留3个节点，在横向两侧剪断2肋，试样有效宽度不小于200mm。

③ 双拉塑料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。

④ 采用多肋法测试时，均匀在纵、横两个方向上各裁取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，且长度不小于100mm。

⑤ 仲裁试验采用多肋法。

.2）试样状态调节与试验的环境标准：样品应在温度（20±2）℃环境下放置至少24 h ，并在该环境下进行试验。

3）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）。

4）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%伸长时间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。

3 试验结果 1）拉伸强度按式（3.5.1-1）计算：L n Nf F ´´= ……………………（3.5.1-1）式中：F——拉伸强度，单位为千牛顿每米（kN/m）；f——试样的拉力值，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）。

2）标称伸长率按式（3.5.1-2）计算：%100´=D o G G e …………………… （3.5.1-2）式中： ε——标称伸长率，用％表示；△G ——达到标称强度时夹具的行程，单位为毫米（mm）；G 0——试样在预拉力状态下，夹齿点间距离，单位为毫米（mm）。

3）伸长率2%、5%伸长率时拉伸强度按式（3.5.1-3）计算：L n N f F ´´=%5%,2%5%,2 …………………（3.5.1-3）式中： F 2%、5%——对应2％、5％伸长率时拉伸强度，单位为千牛顿每米（kN/m）；f 2%、5％——对应2％、5%伸长率时试样的拉力值，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）。

二、土工布拉伸强度、延伸率(摘自GB/T15788-2005)1 仪器和试剂1）拉伸试验仪：等速伸长型（CRE）拉伸试验仪，符合GB/T16825中的一级试验机要求。

其夹具应有足够宽度，以握持试样的整个宽度，并采取适当的办法限制试样的滑移或损伤。

2）伸长计：能够测量试样上两个标记点间的距离，对试样无任何损伤或滑移，应注意保证测量结果确实代表了标记点的真实动程。

伸长计包括力学、光学、红外或电学装置等。

伸长计的精度应不超过±1mm。

如果发现伸长计的应力-应变曲线出现不规则时，应舍弃该结果，对其他试样进行试验。

3）蒸馏水：仅为浸湿试样用，见GB/T6682。

4）非离子润湿剂，仅为浸湿试样用。

2 试验步骤1）试样的制备① 试样数量: 在样品的纵向和横向各剪取至少5块试样。

② 试样选取：根据GB/T13760选择试样。

③ 试样尺寸a.制备每个试样至200mm±1mm的最终宽度，并有足够的长度以满足夹钳隔距100mm。

其长度方向与外加拉伸力的方向平行。

当合适时，为控制滑移，可沿着试样的整个宽度，与试样长度方向垂直地画两条间隔100mm的标记线。

b.对于机织土工布，将每块试样剪切至约220mm宽，然后再从试样的两边拆去数目大致相等的边线以得到200mm±1mm的名义试样宽度。

这有助于在试验期间保持试样的完整性。

注：当试样的完整性不受影响时，可直接切成最终宽度。

c.对于土工格栅或土工布与土工格栅复合产品，每个试样至少为200mm宽，并具有足够的长度。

试样除被夹钳握持住的节点或交叉组织外，应包含至少一排节点或交叉组织。

对横向节距小于75mm的产品，在其宽度方向上至少有5个完整的抗拉单元；对于节距大于或等于75mm的产品，在其宽度方向上应当包含至少2个完整的抗拉单元。

如果本试验被用于接头/接缝强力的对比试验，试样宽度应最小为200mm，且包含至少5个完整的抗拉单元。

如使用伸长计，标记点就标在试样的中排抗拉肋条的中心线上。

两个标记点之间应至少间隔60mm，并至少有一个节点或交叉组织，而且夹持长度应是格栅的数个完整节距。

d.对针织物、土工复合物或其他织物，用刀或剪子切取试样时会影响织物结构。

在这种情况下可采用热切，并应记录在试验报告中。

e.当需要湿态最大负荷和干态最大负荷时，则剪取试样长度到少为通常要求的两倍。

对每个试样编号后对折剪切成两块，一块用于测定干态最大负荷，另一块用于测定湿态最大负荷，这样使得每一对断裂试验是对含有同样纱线的试样进行的。

对于浸湿后收缩过大的土工布，拉伸强度应以湿态最大负荷与调湿后浸湿前的初始宽度（精确至±1mm）来测定。

2)调湿① 在GB6529规定的标准大气条件下调湿试样并进行试验。

当试样在间隔至少2h的连续称重的质量变化不超过试样质量的0.25%时，可认为试样已经调湿。

注：如果能表明试验结果不受相对湿度的影响，则可不在规定的相对湿度条件下进行调湿和试验。

② 用于进行湿态试验的试样应浸入温度20℃±2℃（或23℃±2℃，或27℃±2℃）的水中。

浸泡时间应至少24h，且足以使试样完全湿润，即在继续浸泡更长的时间后最大负荷或伸长率无显著差异。

为使试样完全湿润，也可以在水中加入不超过0.05%的非离子中性湿润剂。

3） 试验① 设定拉伸试验机试验开始前，将夹具隔距调至100mm±3mm，土工格栅除外。

选择试验机的负荷量程，使断裂强力在满量程负荷的10%～90%之间。

设定试验机的拉伸速度，使试样的伸长速率为隔距长度的20%/min±5%/min。

若使用绞盘夹具，当每次试验开始时，应将绞盘中心隔距保持最小。

使用绞盘夹具应记录在试验报告中。

② 夹持试样将试样对中地夹持在夹钳中。

注意纵向和横向试验的试样长度与拉伸力方向平行。

合适的方法是将预先画好的横贯试验宽度且相隔100mm的两条标记线尽可能与上下夹钳口的边缘重合。

对于湿态试样，在从水中取出后3min内进行试验。

③ 安装伸长计在试样上相距60mm分别设定标记点（分别距试样中心30mm），并固定伸长计，且不能对试样有任何损伤。

确保试验中这些标记点不滑移。

④ 测定拉伸性能开动拉伸试验机并连续运行至试样断裂，停机并回复至初始隔距位置。

记录最大负荷，精确至满量程的0.2%；记录伸长率，精确至一位小数。

每个方向至少试验5块试样。

根据试验中观测的试样情况，以及土工布特有的变异性和第1条.2)款: “伸长计”的规定，判定试验结果是否应剔除。

如果试验过程中试样在夹钳中滑移，或如果在距夹钳口3mm以内的范围中断裂而其试验结果低于其他所有结果平均值的50%时，该试验值应剔除，另取一试样进行试验。

注：确定某些试样在接近夹钳边的地方断裂的确切原因是困难的。

如果因夹钳损坏试样而产生钳口断裂，其结果应被剔除。

但是，如果仅是财政开支试样中随机分布的薄弱部位，此结果是合理的。

有时也许是施加负荷时因夹钳阻止试样在宽度上收缩其附近区域产生应力集中，此时在夹钳口附近的断裂是难免的，应作为特殊试验方法的特性而接受。

对由特殊材料（例如玻璃纤维、碳纤维）制成的土工布试样，需要有特殊方法，以尽可能减少因夹钳所引起的损伤。

如果试样在夹钳中滑移或超过四分之一的试样断裂在距夹钳口边5mm范围内，可采取下列措施。

a.给夹钳加衬垫；b.对夹在钳口面内的试样加以涂层；c.修改钳口表面。

无论采用了何种修改措施，应在试验报告中注明修改的方法。

⑤ 测定伸长率使用合适的记录装置测量在任一特定负荷下试样实际夹持长度的增加。

3 拉伸强度将从拉伸试验和所获得的数据代入式（3.5.2-1），计算每个试样的拉伸强度。

αf = Ffc （3.5.2-1）式中：αf——拉伸强度，单位为千牛每米（kN/m）；Ff——记录的最大负荷，单位为千牛（kN）；c——按适合的式（3.5.2-2）或（3.5.2-3）求得。

对于非织造物、紧密机织物或类似材料：c =1/B （3.5.2-2）式中：B——试样的名义宽度，单位为米（m）。

对于稀松机织土工布、土工网状物、土工格栅或类似的松散结构材料： 式中：c = Nm / Ns （3.5.2-3）Nm——被试产品在1m宽的拉伸单元数；Ns——试样内的拉伸单元数。

三、 土工布渗透系数(摘自GB/T15789-2005)1 仪器设备1)恒水头渗透仪。

2)水温宜在18℃—22℃，溶解氧不得超过10mg/kg。

3)溶解氧的测定仪器或仪表。

4)秒表，精确到0.1s。

5)温度计，精确到0.2℃。

6)量筒，用来测定水的体积，精确到10cm³。

如果直接测量流速，测量表要校正准确到其读数的5%。

7)测量施加水的装置，精确到1mm..2 试验步骤1)在实验室温度下，置试样于含湿润剂的水中，轻轻搅动以驱走空气，至少浸泡12h。

湿润剂采用体积分数为0.1%的烷基苯磺酸钠。

2)将1个试样放置于仪器内，并使所有的连接点不漏水。

3)向仪器注水，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，查找仪器中是否有隐藏的空气，重新实施本程序。

如果水头在5min 内仍不能平衡，应在试验报告中注明。

4)调整水流，使水头差达到（70±5）mm 记录此值，精确到1mm。

待水头稳定至少30s 后，在固定的时间内，用量杯收集通过试样的水量，水的体积精确到10cm³，时间精确到秒。

收集水量至少1000mL 或收集时间至少30s。

如果使用流量计，宜设置能给出水头差约70mm 的最大流速。

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）分别在最大水头差的约0.8，0.6，0.4，和0.2倍时，重复第4)步骤，从最高流速开始，到最低流速结束。

如果使用流量计，使用同样的原则。

6）记录水温，精确到0.2℃。

7）对其余试样重复2)～6)进行试验。

3 计算及结果表达1)按照式（3.5.3-1）计算20℃的流速ν20（m/s）：At VRT =20n （3.5.3-1）式中：V ——水的体积，单位为立方米（m 3）；R T ——20℃水温校正系数（见原标准GB/T15789-2005附录）；T ——水温，单位为摄氏度（℃）；A ——试样过水面积，单位为平方米（m 2）；t ——达到水的体积V 的时间，单位为秒（s）。