9土工布滲透系數(shù)試驗(yàn)作業(yè)指導(dǎo)書

1、1、依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)土工布及其有關(guān)產(chǎn)品無(wú)負(fù)荷時(shí)垂直滲透特性的測(cè)定GB/T15789-20052、范圍本方法規(guī)定了測(cè)定單層土工布及其相關(guān)產(chǎn)品的垂直滲透性能的兩個(gè)試驗(yàn)方法：恒水頭法和降水頭法本標(biāo)準(zhǔn)適用于任何類型的土工布，但不適用于含有膜類材料的復(fù)合土工布。注:如果土工布及其相關(guān)產(chǎn)品的總體滲透性能已經(jīng)預(yù)先確定，為了控制材料的質(zhì)量，可只測(cè)定50mm水頭的流速指數(shù)。3、職責(zé)3.1材料檢測(cè)部是本作業(yè)文件的執(zhí)行部門。3.2材料檢測(cè)部負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)檢測(cè)試驗(yàn)過程控制，負(fù)責(zé)編制檢測(cè)試驗(yàn)報(bào)告。3.3技術(shù)負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)審核檢測(cè)試驗(yàn)報(bào)告。3.4材料檢測(cè)部部門負(fù)責(zé)人負(fù)責(zé)檢測(cè)試驗(yàn)過程資源配置。3.5授權(quán)簽字人批準(zhǔn)檢測(cè)試驗(yàn)報(bào)告。4、儀器設(shè)備

2、恒水頭法1儀器夾持試樣處的內(nèi)徑至少為50mm,并滿足下列要求：a）儀器可以設(shè)置的最大的水頭差至少為70mm,并在試驗(yàn)期間可以在試樣的兩側(cè)保持恒定的水頭。要有達(dá)到250mm的恒定水頭的能力。b）儀器夾持試樣處的平均內(nèi)徑尺寸應(yīng)已知，并至少精確到0.1mm。試樣過水外徑應(yīng)同儀器夾持試樣處的內(nèi)徑相同。在試樣兩側(cè)，儀器的內(nèi)徑至少應(yīng)在二倍內(nèi)徑的范圍內(nèi)保持恒定，避免直徑的突然變化?；蛘?，水流可以充入直徑至少為試樣外徑4倍的水梢中。在這種情況下，從土工布到水梢底部的距離至少為試樣外徑的1.5倍。如果產(chǎn)品有明顯的圖案，則這種圖案在試樣直徑的范圍內(nèi)至少重復(fù)三次。c）如有必要，為避免試樣明顯變形，要使用直徑1mm的

3、金屬絲網(wǎng)格和（101）mm尺寸的篩網(wǎng)放置在試樣的下面，以在試驗(yàn)期間支撐試樣。d）當(dāng)儀器中無(wú)試樣但有試樣支撐網(wǎng)格時(shí)，在任何流速測(cè)定的水頭差必須小于1mm。1水的供給、質(zhì)量和調(diào)溫：a）水溫宜在18c22C。注：由于溫度校正只同層流相關(guān)，如果流動(dòng)狀態(tài)為非層流，工作水溫宜盡量接近20C,以減小同不適當(dāng)?shù)男拚禂?shù)有關(guān)的不準(zhǔn)確性。b）由于試樣會(huì)截留氣泡而影響試驗(yàn)，水不能直接從主給水處直接進(jìn)入儀器。水最好要經(jīng)過消泡處理或者從靜止水梢中引入。水不宜連續(xù)重復(fù)使用。c）水中的溶解氧不得超過10mg/kg。 溶解氧含量的測(cè)定在水進(jìn)入儀器處實(shí)施。d）如果水中的固體懸浮物明顯可見，或者固體積聚于試樣上或試樣內(nèi)而使流量隨

4、時(shí)間減少，要對(duì)水進(jìn)行過濾處理。1溶解氧的測(cè)定儀器或儀表，符合GB/T7489。1秒表，精確到0.1s。1溫度計(jì)，精確到0.2C。1量筒，用來(lái)測(cè)定水的體積，精確到10cm3。如果直接測(cè)量流速，測(cè)量表要校正準(zhǔn)確到其讀數(shù)的5%。1測(cè)量施加水頭的裝置，精確到1mm。降水頭法1滲透儀器由兩個(gè)相互連通豎直圓筒構(gòu)成， 圓筒的直徑相等， 直徑最少50mm,并符合下列要求：a）儀器至少要能達(dá)到250mm的水頭。注：為達(dá)到至少250mm的水頭，建議從更高的水頭開始，因?yàn)殚_始時(shí)記錄的水頭值不能用來(lái)計(jì)算。b）儀器平均內(nèi)徑尺寸應(yīng)已知，并至少精確到0.1mm。試樣過水外徑應(yīng)同儀器內(nèi)徑相同。在試樣兩側(cè)，儀器的內(nèi)徑至少應(yīng)在二

5、倍內(nèi)徑的范圍內(nèi)保持恒定。在水頭變化的范圍內(nèi)，直徑要保持恒定。應(yīng)避免直徑的突然變化。c）如有必要，為避免任何可見變形，可使用直徑1mm的金屬絲網(wǎng)格和（101）mm尺寸的篩網(wǎng)放置在試樣的下面，以在試驗(yàn)期間支撐試樣。d）當(dāng)儀器中無(wú)試樣而僅有試樣支撐網(wǎng)格時(shí)，在任何流速測(cè)定的水頭差不得小于1mm。e）連接兩個(gè)豎直圓筒的連通管的直徑至少為圓筒直徑的40%。如果使用重力傳感器法，應(yīng)使用柔性連接。1水的供給、質(zhì)量和調(diào)溫a）水溫宜在18c22C。注：由于溫度校正只同層流相關(guān)，如果流動(dòng)狀態(tài)為非層流，工作水溫宜盡量接近20C,以減小同不適當(dāng)?shù)男拚禂?shù)有關(guān)的不準(zhǔn)確性。b）由于試樣會(huì)截留氣泡而引起問題，水不能直接從主給

6、水處直接進(jìn)入儀器。水最好要經(jīng)過消泡處理或者從靜止水梢中引入。儀器中的水要每天更換。c）水中的溶解氧不得超過10mg/kg。 溶解氧含量的測(cè)定在水進(jìn)入儀器處進(jìn)行。d）如果水中的固體懸浮物明顯可見，或者固體積聚于試樣上或試樣內(nèi)而使流量隨時(shí)間減少，要對(duì)水進(jìn)行過濾處理。1溶解氧的測(cè)定儀器，符合GB/T7489。1水頭變化測(cè)定裝置，應(yīng)能記錄水頭隨時(shí)間的變化，水頭精確到1mm,時(shí)間宜精確到0.1s。注1:測(cè)定裝置可以：a）測(cè)定豎筒中重量的變化（精確到土1g）；b）測(cè)定水壓的變化（精確到土1Pa）；c）用光學(xué)法（使用數(shù)字化視頻設(shè)備讀數(shù)）或超聲波法測(cè)定水平面的變化。注2:建議自始至終使用模擬記錄儀或計(jì)算機(jī)對(duì)連

7、續(xù)的數(shù)據(jù)讀數(shù)進(jìn)行記錄。1溫度計(jì)，精確到0.2C。5、試驗(yàn)方法恒水頭法ered_cb0aa22a-abe6-46cd-80f8-397496936a93$在實(shí)驗(yàn)室溫度下，置試樣于含濕潤(rùn)劑的水中，輕輕攪動(dòng)以驅(qū)走空氣，至少浸泡12h。濕潤(rùn)劑采用體積分?jǐn)?shù)為0.1%的烷基苯磺酸鈉。ered_cb0aa22a-abe6-46cd-80f8-397496936a93$將1個(gè)試樣放置于儀器內(nèi)，并使所有的連接點(diǎn)不漏水。ered_cb0aa22a-abe6-46cd-80f8-397496936a93$向儀器注水，直到試樣兩側(cè)達(dá)到50mm的水頭差。 關(guān)掉供水， 如果試樣兩側(cè)的水頭在5min內(nèi)不能平衡，查找儀器中是

8、否有隱藏的空氣，重新實(shí)施本程序。如果水頭在5min內(nèi)仍不能平衡，應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中注明。ered_cb0aa22a-abe6-46cd-80f8-397496936a93$調(diào)整水流，使水頭差達(dá)到（705）mm,記錄此值，精確到1mm。待水頭穩(wěn)定至少30s后，在固定的時(shí)間內(nèi)，用量杯收集通過試樣的水量，水的體積精確到10cm3,時(shí)間精確到秒。收集水量至少1000mL或收集時(shí)間至少30s。如果使用流量計(jì)，宜設(shè)置能給出水頭差約70mm的最大流速。實(shí)際流速由最小時(shí)間間隔15s的3個(gè)連續(xù)讀數(shù)的平均值得出。ered_cb0aa22a-abe6-46cd-80f8-397496936a93$分別在最大水頭差的約0

9、.8,0.6,0.4和0.2倍時(shí)，重復(fù)5.3.4步驟，從最高流速開始，到最低流速結(jié)束。注：如果土工布及其相關(guān)產(chǎn)品的總體滲透性能已經(jīng)預(yù)先確定，則為了控制材料的質(zhì)量，只需測(cè)定在50mm水頭差時(shí)的流速指數(shù)。如果使用流量計(jì)，適用同樣的原則。ered_cb0aa22a-abe6-46cd-80f8-397496936a93$記錄水溫，精確到0.2C。ered_cb0aa22a-abe6-46cd-80f8-397496936a93$對(duì)其余試樣重復(fù)5.1.2到5.1.6進(jìn)行試驗(yàn)。降水頭法ered_cb0aa22a-abe6-46cd-80f8-397496936a93$在實(shí)驗(yàn)室溫度下，置試樣于含濕潤(rùn)劑的水

10、中，輕輕攪動(dòng)以驅(qū)走空氣，浸泡最少12h。濕潤(rùn)劑為體積分?jǐn)?shù)為0.1%的烷基苯磺酸鈉。ered_cb0aa22a-abe6-46cd-80f8-397496936a93$將試樣放置于儀器夾持試樣處，確保所有連接點(diǎn)不漏水。ered_cb0aa22a-abe6-46cd-80f8-397496936a93$向儀器注水，直到試樣兩側(cè)達(dá)到50mm的水頭差。關(guān)掉供水,如果試樣兩側(cè)的水頭在5min內(nèi)不能平衡，查找儀器中是否隱蔽有空氣，重新執(zhí)行本程序。如果水頭在5min內(nèi)仍不能平衡，應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中注明。ered_cb0aa22a-abe6-46cd-80f8-397496936a93$關(guān)閉閥門。向儀器的降水筒注

11、水，直到當(dāng)閥門全開后可利用的水頭差達(dá)到至少250mm。ered_cb0aa22a-abe6-46cd-80f8-397496936a93$記錄水溫，精確到0.2C。ered_cb0aa22a-abe6-46cd-80f8-397496936a93$開啟本方法的所用的全部?jī)x器，打開閥門。ered_cb0aa22a-abe6-46cd-80f8-397496936a93$當(dāng)水頭差和流速回零時(shí)，試驗(yàn)終止。注：對(duì)于高滲透試樣，由于慣性影響，在v=0m/s時(shí)的水平面高度可能不相等。在這種情況下，同v=0m/s對(duì)應(yīng)的水平面高度可以取作參考高度，以計(jì)算水頭差。ered_cb0aa22a-abe6-46cd-

12、80f8-397496936a93$對(duì)其余的每個(gè)試樣，重復(fù)5.2.2至5.2.7進(jìn)行試驗(yàn)。6、試驗(yàn)成果整理恒水頭法按照式(6.1.1)計(jì)算20c的流速V20(m/s):（6.1.1-1）式中：V水的體積，單位為立方米（m3）；RT20c水溫校正系數(shù)；T水溫，單位為攝氏度（C）;A試樣過水面積，單位為平方米（m2）；t達(dá)到水的體積V的時(shí)間，單位為秒（s）。如果流速VT直接測(cè)定，溫度校正按照式（6.1.1-2）:V20VTRT（6.1.1-2）注：?jiǎn)挝粸閙m/s的流速V20同單位為L(zhǎng)/m2gS的流量q相等。對(duì)于每個(gè)試樣，計(jì)算每個(gè)水頭差H的流速v2。用水頭差H對(duì)流速V20作曲線，按照附錄B對(duì)每個(gè)試樣

13、通過原點(diǎn)選擇最佳擬合曲線，可以使用計(jì)算法或圖解法。在一張圖上繪制5V20VRTAt個(gè)試樣的v-H曲線。對(duì)于控制材料質(zhì)量的目的，只需測(cè)定50mm水頭差的流速值。計(jì)算5塊試樣50mm或其他水頭差的平均流速指數(shù)值及其變異系數(shù)值。土工布垂直滲透系數(shù)是指單位水力梯度下，在垂直于土工布平面流動(dòng)的水的流速，即：,vvk一一iH（6.1.4-1）式中:k土工布垂直滲透系數(shù)，單位為毫米每秒（mm/s）;V垂直于土工布平面的水流速，單位為毫米每秒（mm/s）;i土工布試樣兩側(cè)的水力梯度；土工布試樣厚度，單位為毫米（mm）;H土工布試樣兩側(cè)的水頭差，單位為毫米（mm）。土工布的透水率可按式（6.1.4-2）計(jì)算：v

14、H（6.1.4-2）式中：透水率，1/s;v垂直于土工布的水流速，單位為毫米每秒（mm/s）;H土工布試樣兩側(cè)的水頭差，單位為毫米（mm）。6.2降水頭法在模擬圖或計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)中間選擇水平面區(qū)間，按照式（6.2.1-1）計(jì)算20c時(shí)的流速V20(m/s):Vh_V20(6.2.1-1)式中:Vh時(shí)間間隔內(nèi)高水平面hu和低水平面兒之差，單位為米（m）;RTthu和幾之間的時(shí)間間隔，單位為秒（s）；RT20c水溫的修正系數(shù)。水頭差H（m）由式（6.2.1-2）給出：Hhuh12h0（6.2.1-2）式中：h0v=0m/s時(shí)的水平面高度。hu和hi計(jì)算所依據(jù)的上、下水平面高度。注：?jiǎn)挝粸閙m/s的流速

15、v同單位為L(zhǎng)/m2gs的流量q相等。對(duì)5個(gè)試樣中的每個(gè)試樣，在每個(gè)曲線上至少5點(diǎn)對(duì)每個(gè)水頭差H分別計(jì)算流速v。注：計(jì)算水頭下降曲線時(shí)，建議時(shí)間間隔為實(shí)施試驗(yàn)的總時(shí)間的1/5至1/10c參照附錄B,用計(jì)算或圖解法，對(duì)每個(gè)試樣，用水頭差H對(duì)流速v通過原點(diǎn)作曲線并選擇最佳擬合曲線。在一張圖上繪制5個(gè)試樣的v-H曲線計(jì)算5塊試樣50mm或其他水頭差的平均流速指數(shù)值及其變異系數(shù)值。土工布垂直滲透系數(shù)是指單位水力梯度下，在垂直于土工布平面流動(dòng)的水的流速，即:(6.2.4-1)式中:k土工布垂直滲透系數(shù)，單位為毫米每秒（mm/s）;v垂直于土工布平面的水流速，單位為毫米每秒（mm/s）;i土工布試樣兩側(cè)的水

16、力梯度；土工布試樣厚度，單位為毫米（mm）;H土工布試樣兩側(cè)的水頭差，單位為毫米（mm）。土工布的透水率可按式（6.2.4-2）計(jì)算：vH（624-2）式中：透水率，1/s;v垂直于土工布的水流速，單位為毫米每秒（mm/s）;H土工布試樣兩側(cè)的水頭差，單位為毫米（mm）。6.3試驗(yàn)記錄表6.3-1土工布滲透系數(shù)試驗(yàn)記錄表（恒水頭法）試樣：試樣過水面積：產(chǎn)品編號(hào)：實(shí)驗(yàn)室溫度：樣品編號(hào):水頭差H/m水量V/m3時(shí)間t/s水溫T/C修正系數(shù)RT流速v20/(m/s)流速計(jì)值vT/（m/s）試驗(yàn)人員試驗(yàn)日期表6.3-2土工布滲透系數(shù)試驗(yàn)記錄表(降水頭法)試樣：試樣過水面積：產(chǎn)品編號(hào)：實(shí)驗(yàn)室溫度：樣品編號(hào):選擇計(jì)算的水位區(qū)間水平高度(v=0)水溫修正系數(shù)Vh(2)(4)t(5)(3)V20(9)(8)/(10)H(2)(4)2(6)序號(hào)上限下限h0/mT/CRTmsm/smhu/mtu/Shi/mti/s(1)(2)(3)(4)(