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19土工合成材料检测作业指导书

主题：

土工合成材料检测作业指导书名称：

土工合成材料检测方法

编号：

YNHS-W-ZD17

第1页共24页

一单位面积重量测定

1.1试验设备及用具

剪刀。

尺，最小分度值为1mm天平，感量O.OIg。

1.2操作步骤

1.2.1试样准备：

121.1按本规程3.3.1规定裁剪试样。

121.2试样面积应不小于100cm，试样长度和宽度的裁剪和测量读数应精确到1mm

1.2.1.3试样数量应不少于10块，并进行编号。

2称量：

将裁剪好的试样按编号顺序逐一在天平上称量，读数应精确到O.OIg。

3计算

3.1按下式计算每块试样的单位面积重一.二G

G二一

（5.6.1）

式中G试样单位面积重量，g/m2

M试样重点，g；

a—试样面积，m

3.2按本规程3.4规定计算单位面积重量的平均值G标准差（7及变异系数G。

二厚度测定

1试验设备及用具

基准板：

直径应大于压块直径50mm见图5.3.1

图5.3.1厚度测定仪

1一百分表；2一压块；3一试样；4一基准板；5一平衡锤；6一砝码

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土工合成材料检测作业指导书名称：

土工合成材料检测方法

编号：

YNHS-WCZD17

第2页共24页

压块：

表面光滑平整，底面积为25cm,重为5N的圆形压块。

压块放在试样上，对试样施加2±O.OIkPa的压力。

加压仪：

出力大于500N

百分表：

最小分度值0.01mm

秒表：

最小分度值0.1s。

2操作步骤

2.1试样准备

2.1.1按本规程3.3.1规定裁剪试样。

2.1.2试样数量应不少于10块，并进行编号。

2.2测定2kPa压力下厚度的操作方法：

2.2.1擦净基准板和压块，压块放在基准板上，调整百分表零点。

2.2.2提起压块，将试样自然平放在基准板与压块之间，轻轻放下压块，试样受力为

2±0.01kPa，接触后开始记时，达30s时记录百分表读数。

提起压块，取出试样。

2.2.3重复上述步骤，测试完10块试样。

3测定20kPa及200kPa压力下厚度的操作方法：

3.1将基准板放在加压仪上，再将压块放在基准板上，调整百分表零点。

3.2提起压块，将试样自然平放在基准板和压块之间，轻轻放下压块，调节加压仪上荷重，使试样受力达20±0.1kPa，压力加上后开始记时，达30s时记录百分表读数。

3.3仍按上述步骤调节加压仪上荷重，试样受力达200土1kPa,压力加上后开始记时，达30s时记录百分表读数。

3.4重复本条5.4.3-2及5.4.3-3步骤，测试完10块试样。

4计算及绘图

4.1按本规程3.4规定分别计算每种压力下10块试样厚度的算术平均值、标准差（7

及变异系数Cv。

4.2绘厚度与压力关系曲线，横轴为压力对数值，纵轴为厚度平均值，见图5.5.2o

三孔径试验（干筛法）

3.1试验设备及用具

3.1.1标准试验筛：

直径200mm

3.1.2振筛机：

具有水平摇动和垂直振动（或拍击）装置应符合GB990—88《振筛机》的规定。

3.1.3天平：

称量200g,感量0.0lg。

3.1.4振筛用的颗粒材料。

将洗净烘干的颗粒材料用筛析法进行分级制备，按标准试验

筛孔径分级如下：

0.063〜0.075mm0.075〜0.090mm0.090〜0.106mm0.106〜

0.125mm0.125〜0.150mm0.150〜0.180mm0.180〜0.250mm0.250〜0.350mm等。

3.1.5其他用品：

秒表，细软刷子。

3.2试样准备

3.2.1按本规程3.3.1规定裁剪试样，其直径应大于筛子直径。

3.2.2应取5块试样，如果试样为针刺土工织物，振筛后，若嵌入织物的颗粒不易清出时，织物试样不能重复使用，这时，试样数为5Xn（n为选取的粒径级数）。

3.3操作步骤

3.3.1将试样放在筛网上，并固定好。

3.3.2称量颗粒材料50g，均匀撤布在试样表面。

3.3.3将装好试样的筛子、接收盘与筛盖夹紧装入振筛机上，开动机器，振筛10min。

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土工合成材料检测方法

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334停机后，称量通过试样的颗粒材料重量，然后轻轻振拍筛框或用刷子轻轻拭拂清除表面及嵌入试样的颗粒。

如此对同一级颗粒进行5次平均试验。

3.3.5用另一级颗粒材料在同一块式样上重复本节6.5.2〜6.5.4步骤。

测定孔径分布

95流右即可。

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。

若仅测定等效孔径Q5,则有两组的筛余率在

3.4计算及绘图

3.4.1按下式计算某级颗粒的筛余率

（6.6.1）

式中M筛析时颗粒投放量，g；

M――筛析后底盘中颗粒重量（过筛量），go

3.4.2按下式计算5次平行试验筛余率的平均值：

式中符号同式（661）o

3.4.3用各级颗粒的平均筛余率与相应各级颗粒的平均粒径在半对数纸上绘孔径分布曲线，见图6.6.3o

图6.6.3孔径分布曲线

四垂直渗透试验

QtoM€.tv3

4.1试验设备及用具

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1试样夹持器，见图731。

1夹持器的有效过水面积为20〜100cm2，应能装单片和多片土工织物试样。

2试样与夹持器周壁必须密封良好，不得有渗漏。

2上下游水位容器：

1容器应有溢流装置，在试验过程中保持常水头。

2容器应能调节水位，水头变化范围为1〜60mm

3量测系统的管路宜短而粗，减小水头损失。

4其他：

秒表、量筒、吸球、水桶等。

5对新安装的量测系统应作空态（无试样）率定，以确定设备自身的水头损失，并予以修正。

4.2试验准备

1准备好试验用脱气水或蒸馏水。

2试样准备：

1按本规程3.3.1规定裁剪试样。

2试样数量：

1）单片试样取10个试样平行测定；

2）多片试样取5组平行测定。

4.3操作步骤

1事先将试样浸泡在水中并赶出气泡。

将饱和试样装入夹持器内，安装操作过程中应防止空气进入试样，有条件宜在水下装样。

2渗透仪内注满水，将夹持器放上，尽快安装，应防止试样内水的流失。

3向下游容器内注水，使水自试样底部徐徐向上渗出并排气，逐渐使水漫过试样。

4调节上游水位，使高出下游水位，水从上游流向下游，并溢出。

5待上下游水位差Ah入稳定后，测读△h,开动秒表，用量筒接取一定时段内的渗透水量，并测定水。

6调节上游水位，改变水力梯度，重复本节7.5.4〜7.5.5步骤。

作渗透流速u与水力梯度i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。

7重新安装一个试样，重复本节7.5.1〜7.5.6步骤对其余试样进行试验。

4.4计算

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土工合成材料检测方法

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YNHS-WQD17

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1按下式计算20°C时的渗透系数，并注明水头条件:

式中k20——20C时试样的渗透系数,

W渗透水量，cm3；

S——试样厚度，cm；

a—试样过水面积，cm；

△h—上下面水位差，cm

t通过水量w的历时，s；

nt——试验水温T（C）时水的动力粘滞系数，kPa-s；

n20——20C时水的动力粘滞系数，kPa-s

水的动力粘滞系数比nt/n20列于表7.6.1

表7.6.1水的动力粘滞系数比nt/n20

温度（C）

温度修正系数

入=nt/n20

温度（C）

温度修正系数

入=nt/n20

温度（C）

温度修正系数

入=nt/n20

11.0

1.261

16.0

1.104

21.0

0.976

11.5

1.243

16.5

1.090

21.5

0.964

12.0

1.227

17.0

1.077

22.0

0.953

12.5

1.211

17.5

1.066

22.5

0.943

13.0

1.194

18.0

1.050

23.0

0.932

13.5

1.176

18.5

1.038

24.0

0.910

14.0

1.163

19.0

1.025

25.0

0.890

14.5

1.148

19.5

1.012

26.0

0.870

15.0

1.133

20.0

1.000

27.0

0.850

15.5

1.119

20.5

0.988

28.0

0.833

2计算试样不同水头时的平均渗透系数及全部试样的平均渗透系数

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土工合成材料检测方法

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YNHS-W-ZD17

第7页共24页

五水平渗透试验

图831水平渗透仪示意图

1—试样；2—加荷板；3—水位差；4—压力表

5.1试验设备及用具

1试样容器：

应密封不漏水，有两种形式，见图8.3.1o

2上下游水位容器：

水位容器应能调节水位，并在试验过程中水位差保持不变，水位容器高度应满足水力梯度大于1.0o

3加荷装置：

施加于试样的法向压力范围宜为10〜250kPa,并在试验过程中保持恒压，对于直接加荷型，在试样上下面应放置塑料橡胶垫层，使荷载均匀施加于整个宽度和长度上，且橡胶垫层应无水流通道。

4其他用具：

秒表、量筒、水桶、温度计等。

5.2试验准备

1试验用水应为脱气水或蒸馏水。

2试样准备：

1按本规程3.3.1规定裁剪试样。

2试样数量和尺寸：

1）分别裁剪顺机向和横机向试样各3块，当试样较薄时，应取2层或3层试样重叠为一组进行试验，这时应相应各裁剪6块或9块试样；

2）试样宽度应大于100mm长度应大于2倍宽度。

5.3操作步骤

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1将试样包封在乳胶膜或橡皮套内，试样应平整无折绉，周边应无渗漏，对于直接加荷型，应仔细安装试样上下垫层，使试样承受均匀法向压力。

2施加2〜5kPa的压力，使试样就位，随即向水位容器内注入脱气水，排走试样内的气泡。

试验过程中试样应饱和。

3按现场条件选用水力梯度，当情况不明时，选用水力梯度不大于1.0。

4按现场条件或设计要求选择法向压力，至少进行三种压力的试验，一种压力稍大于设计值，一种稍低于设计值。

5对试样施加最小一级法向压力，持续15min。

6抬高容器的水位，使其达到要求的水力梯度。

7当水流稳定后，测读通过500cm渗透水量的时间，或记录15min内通过的水量。

每个水力梯度下平行测定3次。

8换一种水力梯度，重复本条8.5.6〜8.5.7步骤。

9增大法向压力，重复本条8.5.5〜8.5.8步骤对其余法向压力下的试验进行完毕。

5.4计算

1按下式计算土工织物20C时的水平渗透系数kh2o：

（8.6.1）

式中kh20——土工织物20r时水平渗透系数，cm/s;

W—渗透水量，cm!

；

L、Bs——试样长度、宽度和厚度，cm

△h—上下面水位差，cm

t通过水量W的历时，s；

nt——试验水温T「C）时水的动力粘滞系数，kPa-s；n20——20C时水的动力粘滞系数，kPa-s。

水的动力粘滞系数比nt/n20见本规程表7.6.1