土工布各性能檢測項目及檢測原理

土工布是一種新型建筑材料，原料是滌綸、丙綸、腈綸、錦綸等高分子聚合物的合成纖維。土工布分為有紡?fù)凉げ己蜔o紡?fù)凉げ?，具有過濾、排水、隔離、加筋、防滲、防護作用，具有重量輕、抗拉強度高、滲透性好、耐高溫、抗冷凍、耐老化、耐腐蝕等特點，被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。

 

土工布在工程中扮演著至關(guān)重要的角色，不僅能夠提高工程的整體性能和穩(wěn)定性，還能夠延長工程的使用壽命，減少維護成本。因此，在現(xiàn)代工程建設(shè)中，合理選用和應(yīng)用土工布是非常必要的。為了確保土工布的各項指標(biāo)符合工程要求，保障工程的整體質(zhì)量和安全，對土工布性能檢測是十分重要的，那么土工布性能檢測包括哪些？

 

磨擦特性：

土工布是一種廣泛應(yīng)用于土木工程、水利工程、交通工程等領(lǐng)域的合成材料。在這些應(yīng)用中，土工布的磨擦性是一個非常重要的性能指標(biāo)，將直接影響到土工布的使用壽命和工程的安全性。所有土工布都需要進行磨擦特性試驗，試驗原理如下：

使用直剪儀對砂土/土工布接觸面進行直接剪切試驗，測定砂土/土工布界面的摩擦特性。

 

垂直滲透特性：

土工布的垂直滲透特性是評價其質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，反映了土工布的抗拉能力、變形性能以及滲透性能。垂直滲透特性檢測對于確保工程質(zhì)量、指導(dǎo)合理應(yīng)用以及保障工程安全都具有重要意義。垂直滲透特性檢測方法包括恒水頭法和降水頭法，適用于各類土工布，但不適用于含有膜類材料的復(fù)合土工布，檢測原理如下：

恒水頭法：在系列恒定水頭下，測定水流垂直通過單層、無負(fù)荷的土工布的流速指數(shù)及其他滲透特性。

降水頭法：在下降水頭下測定水流垂直通過單層、無負(fù)荷的土工布的流速指數(shù)及其他滲透特性。

 

 

平面水流量：

在實際工程應(yīng)用中，土工布常用于排水系統(tǒng)，為確保土工布滿足工程所需的排水要求，保障工程質(zhì)量，對其進行平面水流量檢測是必不可少的。各類土工布都需進行平面水流量檢測，檢測原理如下：

在規(guī)定的水力梯度和接觸材料條件下，改變法向壓力，測量土工布平面水流量。

 

抗氧化性能：

土工布廣泛應(yīng)用于各種土工工程和水利工程中，而在使用中要與土壤中的水或水溶液接觸，同時在某些結(jié)構(gòu)中這些產(chǎn)品還要與緩慢滲進土壤中的氧氣接觸，氧的存在易引發(fā)氧化降解過程。因此土工布的抗氧化是重要的指標(biāo)之一。聚丙烯和聚乙烯類土工布需要進行抗氧化性能試驗，檢測原理如下：

將試樣懸掛于常規(guī)的試驗室用非強制通風(fēng)烘箱中，在規(guī)定溫度下放置一定的時間，聚丙烯在110℃下進行加熱老化，聚乙烯在100℃下進行加熱老化。將對照樣和加熱后老化樣進行拉伸試驗，比較它們的斷裂強力和斷裂伸長。

 

蠕變試驗：

土工布在工程結(jié)構(gòu)中的主要作用之一是加強。作為加強作用的土工布應(yīng)具有良好的蠕變性能，否則由于在長期荷載下土工布產(chǎn)生較大變形會使結(jié)構(gòu)失去穩(wěn)定，甚至土工布可能產(chǎn)生極限斷裂而導(dǎo)致工程結(jié)構(gòu)的塌陷。因此土工布的蠕變性能很有必要。拉伸蠕變和拉伸蠕變斷裂性能試驗適用于由于其過早毀壞或由于其蠕變影響了在結(jié)構(gòu)中的加強作用而可能造成結(jié)構(gòu)塌陷的產(chǎn)品，檢測原理如下：

 

拉伸蠕變性能的測定：在規(guī)定的溫濕度環(huán)境條件下，將一恒定靜負(fù)荷施加于試樣上。負(fù)荷均勻分布于試樣的整個寬度，連續(xù)記錄或按照規(guī)定的時間間隔記錄試樣的伸長，該負(fù)荷保持1000h。如果不足1000h試樣發(fā)生斷裂，則記錄斷裂時間。

 

拉伸蠕變斷裂的測定：在規(guī)定的溫濕度環(huán)境條件下，將一恒定靜負(fù)荷施加于試樣上。負(fù)荷均勻地分布于試樣的整個寬度。該負(fù)荷保持到試樣斷裂，由試樣斷裂即停止記時的系統(tǒng)記錄斷裂時間。

 

刺破強力：

刺破強力是衡量土工布抵抗外界尖銳物體穿透能力的指標(biāo)。在實際工程中，土工布可能會受到各種尖銳物體的沖擊，如石頭、工具等。如果土工布的刺破強力不足，可能會導(dǎo)致土工布被刺穿，從而影響工程的安全性。因此土工布及其產(chǎn)品的刺破強力檢測是必不可少的，而刺破強力檢測適用于土工布、土工膜以及土工有關(guān)產(chǎn)品，但不適用于土工格柵、土工網(wǎng)以及較大孔隙的機制土工布，檢測原理如下：

 

將試樣固定在規(guī)定的環(huán)形夾具內(nèi)，用與試樣面垂直的頂桿以一定的速率頂向試驗中心直至刺破，并記錄試驗過程中的最大刺破強力。

 

 

抗酸堿性能：

土工布廣泛應(yīng)用于各種土木工程和水利工程中，具有防護、加強、隔離、過濾、排水的作用。但是在使用中要與土壤中的酸、堿或溶解氧的水溶液接觸。為保證其使用壽命，對其進行抗酸堿性檢測是必不可少的。所有土工布都需要進行抗酸堿性能試驗，檢測原理如下：

 

將試樣完全浸漬于試液中，在規(guī)定的溫度下持續(xù)放置一定的時間。分別測定浸漬前和浸漬后試樣的拉伸性能、尺寸變化率以及單位面積質(zhì)量。比較浸漬樣和對照樣的試驗結(jié)果。

 

有效孔徑：

土工布的主要作用有過濾和隔離。作為過濾層要在使液體通過的同時，保持住受液體作用的土顆粒；作為隔離層要防止不同的土和填料的混合。土工布孔徑的大小和數(shù)量直接影響著這些使用性能。因此土工布的孔徑是其重要的指標(biāo)之一。所有類型的土工布產(chǎn)品都需進行有效孔徑試驗，檢測原理如下：

 

以不加張力的單層土工布試樣作為篩網(wǎng)，在規(guī)定的振動頻率和振幅下，對試樣及級配顆粒材料進行噴水，使顆粒級配材料通過試樣，以通過的顆粒材料的特定粒徑表示試樣的有效孔徑。

 

 

通過檢測土工布的各項物理、力學(xué)、水力學(xué)和耐久性能指標(biāo)，可以控制和提升土工布的產(chǎn)品質(zhì)量、可以驗證土工布在長期服役期間的安全性和穩(wěn)定性，同時檢測結(jié)果能夠幫助工程師了解土工布是否適合特定的工程條件、生產(chǎn)廠家也可以發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的問題，指出工藝改進和質(zhì)量提升。因此，土工布性能檢測是保障工程質(zhì)量和安全、促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新的重要手段。