土工合成材料實驗報告簡單整理VIP

1、土工合成材料 公路工程土工合成材料試驗規(guī)程 (JTG E502006) 土工合成材料 土工合成材料可分為土工織物、土工膜、特種土工合成材 料和復合型土工合成材料等類型。 土工合成材料具有以下六個基本功能：過濾作用、排水作 用、隔離作用、加筋作用、防滲作用、防護作用。 土工合成材料的性能測試包括測定材料自身的物理力學特 性和提供可靠的材料與土的相互作用特性。 物理力學特性可評定材料的質(zhì)量和適用性； 相互作用特性可為工程設計提供指標。 土工合成材料的質(zhì)量檢測 在工程應用中對土工織物及相關產(chǎn)品的性能指標要求應包 括下列內(nèi)容： (1) 產(chǎn)品形態(tài)指標：材質(zhì)、幅度、每卷的長度等； (2) 物理性能指標：單

2、位面積(或單位長度)質(zhì)量、厚度、 有效孔徑(或開孔尺寸)等； (3) 力學性能指標：抗拉強度、延伸率、撕裂強度、頂破 強度、與巖土間的摩擦系數(shù)等； (4) 水力學性能指標：滲透系數(shù)等； (5) 土工織物相互作用指標及機時久性、抗老化指標等。 土工織物進場后應存放在通風遮光的倉庫內(nèi)，嚴禁暴露日 曬。 一、概念 1 土工合成材料geosynthetics 土工織物、土工膜、土工復合材料、土工特種材料的總稱。 2 土工織物geotextile 用于巖土工程和土木工程的機織、針織或非織造的可滲 透的聚合物材料。 3 土工格柵geogrid 由有規(guī)則的網(wǎng)狀抗拉條帶形成的用于加筋的土工 合成材料。其開孔可

3、容周圍土、石或其他土工材料穿入。 4 土工網(wǎng)geonet 由平行肋條經(jīng)以不同角度與其上相同肋條粘結(jié)為 一體的用于平面排液、排氣的土工合成材料。 5 土工膜geomembrane 由聚合物或瀝青制成的一種相對不透水的薄膜。 6 土工復合材料geocomposite 由兩種或兩種以上材料復合成的土工合成材料。 土工布 玻璃纖維土工格柵 塑鋼土工格柵 防滲土工膜 2、 試樣制備及調(diào)濕和狀態(tài)調(diào)節(jié) 取樣與試樣制備 1、取卷裝樣品 （1）所選卷裝材料應無破損，卷裝呈原封不動狀。 2、試樣準備 （1）每次試驗的試樣，應從樣品長度和寬度上均勻裁取，但距 樣品幅邊至少 10cm。 （2）樣品經(jīng)調(diào)濕后再制成規(guī)定尺

4、寸 3、調(diào)濕和狀態(tài)調(diào)節(jié) (1)土工織物 試樣應在標準大氣條件下調(diào)濕24h，標準大氣條件：溫度20 ±2 、相對濕度65%±5%. (2)塑料土工合成材料 在溫度23 ±2 的環(huán)境下,進行狀態(tài)調(diào)節(jié),時間不小于4h. 3、 主要試驗項目 1、物理性能試 1）單位面積質(zhì)量測 2）厚度測定 3）有效孔徑試驗（干篩法） 2、力學性能試驗 1）寬條拉伸試驗 2）條帶拉伸試驗 3、水力性能試驗 1）垂直滲透性能試驗（恒水頭法） 4、耐久性能指標 5、土工織物與土相互作用性能指標 檢測試驗 單位面積質(zhì)量測定 (一)適用范圍 本試驗方法適用于土工織物、土工格柵等其它類型的土工 合成

5、材料。 試驗原理：從整塊樣品上裁取規(guī)定數(shù)量和規(guī)定尺寸的試樣， 經(jīng)稱量、計算，求得試樣的單位面積質(zhì)量。 (二)儀器設備 1、 剪刀。 2、尺：最小分度值為1mm。 3、天平：感量0.01g。 試驗步驟 1、取樣：按規(guī)程規(guī)定取樣。并進行試樣調(diào)濕和狀態(tài)調(diào)節(jié)： 2、試樣制備：土工織物裁取面積為10 000mm2的試樣10塊， 剪裁和測量精度為lmm.對于土工格柵、土工網(wǎng)這類孔徑較 大的材料，試樣尺寸應能代表該種材料的全部結(jié)構(gòu)。 3稱量：將裁剪好的試樣按編號順序逐一在天平上稱量，讀 數(shù)精確到001g。 4試驗：按下式計算每塊試樣的單位面積質(zhì)量，按GB 8170修約，保留小數(shù)一位： G=m×10

6、 6 /A 計算lO塊試樣單位面積質(zhì)量的平均值G，精確到01gm2。 土工織物厚度測定 1、本方法適用于土工織物和復合織物。 2、本試驗規(guī)定了土工織物在承受規(guī)定的壓力下，正反兩面之 間的距離，以評價土工布的質(zhì)量。 3、試驗原理：將試樣平放在基準板上，用與基準板平行的圓 形壓腳對試樣施加規(guī)定的壓力，兩塊板之間的距離為土工布厚 度測量值，以mm表示。 通常進行2kpa、20kPa及200kPa壓力下的厚度測定。 4、儀器設備及用具 1) 基準板：面積應大于2倍的壓塊面積。 2) 壓塊：圓形,表面光滑，面積為25cm2， 重為5N、50N、500N的不等。其中常規(guī)厚度的壓塊為5N,對試件 施加2kP

7、a ±0.01kPa的壓力. 3) 百分表：用以測量基準板至壓腳之間的垂直距離，表的最小 分度值為0.01mm。 4) 秒表：最小分度值為0.1s。 5試驗步驟 1）取樣并進行試樣調(diào)濕和狀態(tài)調(diào)節(jié) 2）試樣制備：裁取有代表性的試樣10塊，試樣尺 寸應不小于基準板的面積。 3）擦凈基準板和5N的壓塊，壓塊放在基準板上， 調(diào)整百分表零點 4）提起5N的壓塊，將試樣自然平放在基準板與壓 塊之間，輕輕放下壓塊，使試樣受到的壓力為2kPa±001kPa，放下百分表觸頭，接觸后開始記時，30s時讀數(shù)，精確至001mm，完成10塊試樣的測試。 5）根據(jù)需要選用不同的壓塊，使壓力為20kPa

8、±1：kPa；200kPa±lkPa分別測定試樣厚度。 6）試驗結(jié)果：計算在同一壓力下所測的10塊試樣厚 度的算術平均值，以毫米為單位，計算到小數(shù)點后三 位，按規(guī)范修約到小數(shù)點后兩位； 垂直滲透性能試驗（恒水頭法） 1、適用范圍 本方法規(guī)定了土工織物及復合土工織物在系列恒定水頭下垂直滲透性能試 驗方法。 2、試驗原理：土工布在垂直于布面的某一常水頭作用下發(fā)生滲流，測定在 某一時間段內(nèi)通過布的流量，即可測得表觀流速和滲透系數(shù)。土工布的透 水性能除取決于織物本身的材料、結(jié)構(gòu)、孔隙大小和分布外，還與織物平 面所受的法向壓力、水質(zhì)、水溫、水中含氣量等因素有關。 3定義 31流速指數(shù)

9、 試樣兩側(cè)50mm水頭差下的流速，精確到1mms ， 注：也可取100mm、150mm，水頭差下的流速，但應在報告中注明。 32垂直滲透系數(shù) 在單位水力梯度下垂直于土工織物平面流動的水的流速(mms )。 33透水率 垂直于土工織物平面流動的水，在水位差等于l時的滲透流速(1s)。 試驗步驟 1、取樣：按規(guī)定取不小于5塊試樣 2、將試樣置于含濕潤劑的水中，至少浸泡12h直至飽和并趕 走氣泡。 3、將飽和試樣裝入滲透儀的夾持器內(nèi)。 4、向滲透儀注水，直到試樣兩側(cè)達到50mm的水頭差。調(diào)整 水流，使水頭差達到70mm±5mm， 在規(guī)定的時間周期內(nèi)， 收集通過儀器的滲透水量至少1 000m

10、L，時間至少30s 5、分別對最大水頭差08、06、04和02倍的水頭差 收集通過儀器的滲透水量至少1 000mL，時間至少30s ， 從最高流速開始，到最低流速結(jié)束，并記錄下相應的滲 透水量和時間。 土工織物有效孔徑試驗步驟 1、試驗前將標準顆粒與試樣放在標準大氣條件下進行調(diào)濕 平衡 2、將同5組試樣平整、無褶皺的放在支掌篩網(wǎng)上，從較細 粒徑規(guī)格的標準顆粒中稱50g，均勻散在土工織物上 3、將篩框、試樣和接收盤夾緊在振動機上，開動振動機10分鐘 4、關機后，稱量通過篩的顆粒質(zhì)量 5、更換一組試樣，用下一組較粗粒徑規(guī)格的標準顆粒重復 上述步驟，直到取得不小于三組連續(xù)分級標準顆粒材料， 并有一組

11、的過篩率達到或小于5%。 寬條拉伸試驗） 1目的及適用范圍 1) 本方法規(guī)定了用寬條試樣測定土工織物及其相關產(chǎn)品拉伸 性能的試驗的方法，用以測定土工布的拉伸特性。 2）本方法適用于大多數(shù)土工合成材料，包括土工織物及復合 土工織物、土工格柵。 3) 本方法包括測定調(diào)濕和浸濕兩種試樣拉伸性能的程序，包 括單位寬度的最大負荷和最大負荷下的伸長率及特定伸長率下 的拉伸力的測定。 2、定義 1）拉伸強度：試驗中試樣拉伸直至斷裂時每單位寬度的 最大拉力，以kN/m表示； 2）延伸率：試驗中試樣實際夾持長度的增加與實際夾持 長度的比值，以%表示。 試驗步驟 1、取縱向和橫向各不少于5塊試樣并進行試樣調(diào)濕和狀

12、 態(tài)調(diào)節(jié) 2、拉伸試驗機的設定：選擇試驗機的負荷量程，使斷裂 強力在滿量程負荷的3090之間。設定試驗機的拉伸 速度，使試樣的拉伸速率為名義夾持長度的(20±1)min。 3、夾持試樣：將試樣在夾具中對中夾持，注意縱向和橫 向的試樣長度應與拉伸力的方向平行。 4、試樣預張：對已夾持好的試件進行預張，預張力相當 于最大負荷的1，記錄因預張試樣產(chǎn)生的夾持長度的增 加值 5、使用伸長計時：在試樣上相距60mm處分別設定標記點(分別距試樣中心30mm)， 并安裝伸長計，注意不能對試樣有任何損傷，并確保試驗中標記點無滑移。 6、測定拉伸性能：開動試驗機連續(xù)加荷直至試樣斷裂，停機并恢復至初始標距

13、 位置。記錄最大負荷， 7、測定特定伸長率下的拉伸力：測定在任一特定伸長率下的拉伸力，精確至滿 量程的02。 0 B P T f g8、拉伸強度計算 （1）拉伸強度 Tg 拉伸強度(kN/m)；Pf 最大負債荷(kN)； Bo試樣寬度(m)。 2）延伸率 計算試樣的延伸率以試樣初始長度的百分數(shù)表示。伸長量可用鋼尺人工 測讀，或從記錄曲線量取。延伸率按下式計算： 式中：延伸率(%)； L0名義夾持長度（ mm）； L0預負荷伸長量（mm ）；（預負荷為最大負荷的1%） L 最大負荷下的伸長量。 100 0 ' 0 L L L 土工格柵條帶拉伸試驗 試驗步驟 1、取縱向和橫向各不少于5塊試

14、樣并進行試樣調(diào)濕和狀態(tài)調(diào)節(jié) 1、拉伸試驗機的設定：選擇試驗機的負荷量程，使斷裂強力在滿量程負 荷的3090之間。設定試驗機的拉伸速度，使試樣的拉伸速率為 名義夾持長度的(20±1)min。 2、夾持試樣：將試樣在夾具中對中夾持。 3、試樣預張：對已夾持好的試件進行預張，預張力相當于最大負荷的1， 記錄因預張試樣產(chǎn)生的夾持長度的增加值 4、使用伸長計時：在分別距試樣中心30mm處安裝伸長計，注意不能對試 樣有任何損傷，并確保試驗中標記點無滑移。 5、測定拉伸性能：開動試驗機連續(xù)加荷直至試樣斷裂，停機并恢復至初 始標距位置。記錄最大負荷， 6、測定特定伸長率下的拉伸力：測定在任一特定伸長

15、率下的拉伸力，精 確至滿量程的02。 土工膜厚度測定 1、適用范圍 11本方法規(guī)定了用機械測量法測定土工薄膜、薄片厚 度的試驗方法。 12本方法適用于沒有壓花和波紋的土工薄膜、薄片。 2、引用標準 GB 8170數(shù)值修約規(guī)則 3、儀器設備及材料 31基準板：表面應平整光滑，并有足夠的面積。 32千分表：最小分度值O001mm ， 4、試驗步驟 1）取樣并進行試樣調(diào)濕和狀態(tài)調(diào)節(jié) 2）檢查基準板、試樣和千分表表頭應無灰塵、油污。 3）測量前將千分表放置在基準板上校準表讀值基準點，測量后 重新檢查基準點是否變動。 4）測量厚度時輕輕放下表測頭，待指針穩(wěn)定后讀值。 5）當土工膜(片)寬大于2 000m

16、m時，每200mm測量一點；膜(片)寬在3002 000mm時，以大致相等間距測量10點；膜(片)寬在100300mm時，每50mm測量一點；膜(片)寬小于100mm時，至少 測量3點。對于未裁毛邊的樣品，應在離邊緣50mm以外進行測量。 6）試驗結(jié)果：試驗結(jié)果以試樣的平均厚度和厚度的最大值、最 小值表示，計算到小數(shù)點后4位，準確至0001mm。 土工格柵、土工網(wǎng)網(wǎng)孔尺寸測定 1、適用范圍 11本方法規(guī)定了土工格柵、土工網(wǎng)網(wǎng)孔尺寸的測定方 法。 12本方法適用于各類孔徑較大的土工格柵、土工網(wǎng)， 其他相同類型的土工合成材料。 2、定義 當量孔徑：土工格柵、土工網(wǎng)等大孔徑的土工合成材 料，其網(wǎng)孔尺

17、寸是通過換算折合成與其面積相當?shù)膱A形孔 的孔徑來表示的，稱為當量孔徑。 3、儀器設備及材料 31游標卡尺：量程200mm，精度O02mm。 32其他：坐標紙、鉛筆、求積儀。 4 試驗步驟 1）取樣：按本規(guī)程取樣。并進行試樣調(diào)濕和狀態(tài)調(diào)節(jié)。 2）試樣制備：每塊試樣應至少包括10個完整的有代表性的 網(wǎng)孔。 3）測試方法對較規(guī)則網(wǎng)孔的試樣，當網(wǎng)孔為矩形或偶數(shù)多 邊形時，測量相互平行的兩邊之間的距離；當網(wǎng)孔為三角形 或奇數(shù)多邊形時，測量頂點與對邊的垂直距離。同一測點平 行測定兩次，兩次測定誤差應小于5，取均值；每個網(wǎng)孔 至少測3個測點，讀數(shù)精確到0Imm，取均值。 4）計算 （1）計算網(wǎng)孔面積。 對較

18、規(guī)則網(wǎng)孔，按下列公式計算網(wǎng)孔面積： 三角形網(wǎng)孔： A=0577 4h 2 。 矩形網(wǎng)孔： A=h x h y， 五邊形網(wǎng)孔： 4=0726 5h 2。 六邊形網(wǎng)孔： A=O886 Oh 2。 以上式中：A網(wǎng)孔面積(mm2)； h網(wǎng)孔高度(mm)。 （2）對不規(guī)則網(wǎng)孔，用求積儀測出坐標紙上每個網(wǎng)孔兩次 測描的面積，兩次測量值誤差應小于3，取均值。 5)結(jié)果:按下式計算網(wǎng)孔的當量孔徑，計算精確到O1mm ： D e =2×A/ 計算10個網(wǎng)孔當量孔徑的平均值D e， 精確到1mm。 梯形撕破強力試驗 1 適用范圍 11本方法規(guī)定了用梯形試樣測定土工織物撕破強力的方法。 12本方法適用于測

19、定土工織物的梯形撕破強力。 2儀器設備及材料 21拉伸試驗機：應具有等速拉伸功能，拉伸速率可以設定，并能測 讀拉伸過程中的應力、應變量，記錄應力一應變曲線。 22夾具：鉗口表面應有足夠?qū)挾?，以保證能夠夾持試樣的全寬，并 采用適當措施避免試樣滑移和損傷。 3試樣制備 31取樣：按本規(guī)程T 11012006的規(guī)定取樣。 32制樣：縱向和橫向各取10塊試樣，試件尺寸見圖T 11251。試 樣上不得有影響試驗結(jié)果的可見疵點。在每塊試樣的梯形短邊正中處剪 一條垂直于短邊的15mm長的切 口，并畫上夾持線。 33試樣調(diào)濕和狀態(tài)調(diào)節(jié)：按本規(guī)程T 11012006中的第5條規(guī)定進行 4試驗步驟 1）取樣：按規(guī)

20、定取樣。縱向和橫向各取10塊試樣，并進行試樣調(diào)濕和 狀態(tài)調(diào)節(jié)。 2）調(diào)整拉伸試驗機：調(diào)整卡具的初始距離為25mm，設定滿量程范圍， 使試樣最大撕破負荷在滿量程負荷的3090范圍內(nèi)，設定拉伸速 率為lOOmmmin±5mmmin。 3）裝備試樣：將試樣按照標準放人卡具內(nèi)，使梯形試樣的短邊保持 垂直狀態(tài)。 4）開動拉伸試驗機，直至試樣完全撕破斷開，記錄最大撕破強力值， 以N為單位。 5）試驗：按本規(guī)程分別計算縱、橫向撕破強力的平均值和變異系數(shù)。 縱、橫向撕破強力以各自10次試驗的算術平均值表示，以N為單位，計 算到小數(shù)點后1位， CBR頂破強力試驗 1、適用范圍 11本方法規(guī)定了測定土工

21、織物頂破強力、頂破位移和變形率的試 驗方法。 12本方法適用于土工織物、土工膜及其復合產(chǎn)品。 2定義 21頂破強力 頂壓桿頂壓試樣直至破裂過程中測得的最大頂壓力。 22頂破位移 從頂壓桿頂端開始與試樣表面接觸時起，直至達到頂破強力時，頂 壓桿頂進的距離。 23變形率 環(huán)形夾具內(nèi)側(cè)至頂壓桿邊緣之間試樣的長度變化百分率。 3試驗步驟 1）取樣：按規(guī)定取樣并進行試樣調(diào)濕和狀態(tài)調(diào)節(jié) 2）試驗機選取：應具有等速加荷功能，加荷速率可以設 定，并能測讀加荷過程中的應力、應變量，記錄應力一應 變曲線 3）試樣夾持：將試樣放人環(huán)形夾具內(nèi)，使試樣在自然狀 態(tài)下擰緊夾具，以避免試樣在頂壓過程中滑動或破損。 4）將夾

22、持好試樣的環(huán)形夾具對中放于試驗機上，設定試 驗機滿量程范圍，使試樣最大頂破強力在滿量程負荷的3090 范圍內(nèi)，設定頂壓桿的下降速度為60mm min±5mmmin。 。 5）啟動試驗機，直到試樣完全頂破為止，觀察和記錄頂 破情況，記錄頂破強力(N)和 頂破位移值(mm)。如土工織物在夾具中有明顯滑動，則應剔 除此次試驗數(shù)據(jù)，并補做試 驗至5塊。 6）結(jié)果計算：分別計算5塊試樣的頂破強力(N)、頂破位移(mm)的平均值。頂破強力和頂破位移計算至小數(shù)點后1位， 單選題 1、土工合成材料的有效孔徑O90表示（ ） A占總重90%的土顆粒通過該粒徑 B占總重10%的土顆粒通過該粒徑 C占總重

23、95%的土顆粒通過該粒徑 D占總重5%的土顆粒通過該粒徑 2、測定土工織物厚度時，試件數(shù)量取( ） A10 B15 C20 D25 3、測定土工織物的拉伸性能試驗是（ ） A寬條拉伸 B窄條拉伸 C條帶拉伸 D接頭、接縫寬條拉伸 4、土工合成材料有效孔徑試驗（ ） A水篩分 B干篩法 C滲透試驗 D沉降分析試驗 6、下列屬于土工合成材料的力學性能試驗( ) A厚度測定 B有效孔徑 C單位面積質(zhì)量 D直剪摩擦特性 7、測定土工織物厚度時，哪個壓力不是規(guī)定壓力（ ） A 2KPa B 20KPa C 200KPa D 100KPa B a A B D D 8、測定土工合成材料常規(guī)厚度時，采用多大壓

24、力 （ ） A 20KPa B 2KPa C 200KPa D 100KPa 9、測定土工織物厚度時，加壓力后多久讀數(shù)（ ） A5s B10s C20s D30s 10、下列哪個指標表征土工織物孔徑特征（ ） A孔徑 B有效孔徑 C滲透系數(shù) D通過率 11、當土工合成材料單純用于加筋目的時，宜采用（ ） A土工織物 B土工膜 C土工格柵 D土工網(wǎng) 12、土工網(wǎng)的拉伸強度是以（ ） A單位橫截面面積的力表示 B單位長度的力表示 C單位寬度的力表示 D單位厚度的力表示 B D B c c 13土工合成材料拉伸試驗，用伸長測量名義夾持長度是指（ ） A試樣在受力方向上，標記的兩個參考點間初始距離 B

25、夾具的夾持部分長度 C兩夾持部分長度 D兩夾持初始間距 14土工合成材料拉伸試驗，用實際夾持長度是指（ ） A兩夾具夾持部分長度加上預負荷伸長 B名義夾持長度加上預負荷伸長 C夾具夾持部分長度加上預負荷伸長 D兩夾具夾持初始間距加上預負荷伸長 15、下列屬于土工合成材料最基本的力學性能指標是( ) A刺破強度 B撕裂強度 C抗拉強度 D頂破強度 a B c 判斷題 1、土工合成材料單位面積質(zhì)量指單位面積的試樣，在標準 大氣條件下的質(zhì)量測定（ ） 2、土工合成材料單位面積質(zhì)量的單位是g/m3( ） 3、土工合成材料的拉伸強度是試件被拉伸直到斷裂時每單 位長度的最大拉力（ ） 4、土工合成材料的伸

26、長率是對應于最大拉力是的應變量 （ ） 5公路土工合成材料試驗規(guī)程中規(guī)定寬條拉伸試驗，試 樣寬度為50mm（ ） 6、土工合成材料的直剪摩擦試驗用的土為標準砂土( ) 7、土工合成材料的垂直滲透性能試驗采用恒水頭法（ ） 8、O95表示95%的標準顆粒材料留在土工織物上（ ） 正確 錯誤（ g/m2 ） 錯誤（ 寬度 ） 正確 錯誤 （ 200 ） 正確 正確 正確 9、土工合成材料寬條拉伸試驗屬于土工合成材料的耐久性 能試驗（ ） 10、土工織物厚度是在無壓力條件下，正反兩面之間距離 （ ） 11.土工織物滲透性試驗的水溫必須恒定在20。（ ） 12.土工織物試驗前，應在溫度為20±

27、;2，相對濕度90 以上和標準大氣壓的環(huán)境中調(diào)濕24h。（ ） 13.土工織物厚度測試時的壓力值一般為5kPa。（ ） 14、土工合成材料送檢樣品應不少于1延長米（或2m2）。 （ ） 15、土工織物用作反濾材料時,要求土工織物能阻止土顆粒 隨水流失,土工織物具有一定的透水性 錯誤 力學 錯誤 規(guī)定壓力 錯誤 錯誤 錯誤 正確 正確 多選題 1、土工合成材料一般由下列幾類組成（ ） A土工織物 B土工膜 C土工復合材料 D土工特種材料 2、測定土工織物厚度時，壓力等級為（ ） A2KPa B20KPa C100KPa D200KPa 3、下列材料不適宜用恒水頭法測定垂直滲透性能的是 （ ） A土工膜 B 土工格柵 C復合排水材料 D土工織物 4、下列屬于土工合成材料物理性能試驗的是（ ） A