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土工合成材料测试系列-等效孔径测试

发布时间:2020-09-09

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(一)等效孔径
1.方法及适用范围

土工织物以及土工复合材料等均具有各种形状和大小不同的孔径其孔径大小的分布曲线类似于土的颗粒级配曲线。能等效通过土工织物的近似最大颗粒直径,称其为等效孔径,常以表示,单位为mm,下标e表示织物孔径的分布情况,例如表示织物中90%的孔径低于该值。
土工织物的孔径反映织物的透水性能与保持土颗粒的能力,它是一个重要的特征指标。目前,常用土工织物孔径的测定方法有干筛法和湿筛法,国内主要采用干筛法,适用于有孔隙的土工合成材料。
2.试设备及用具
①标准筛振筛机横向振动频率220次/min±10次/min回转半径12 mm±1mm。垂直振动频率150次/min±10次/min振幅10mm±2mm
②试验筛直径200mm;
③电子天平称量200g,精度为0.01g
④标准颗粒材料通常可用玻璃珠或圆形砂粒,根据标准筛的孔径分级制备。标准颗粒材料粒径分组如下(单位:mm)0.045~0.063、0.063~0.071、0.071~0.090、0.090~0.125、0.125~0.180、0.180-0.250、0.250~0.280、0.280-0.355、0.355~0.500、0.500~0.710
⑤计时器、细软刷子、剪刀等。
3.试险步骤
进行等效孔径试验需裁取直径大于试验筛的圆形试样5×n个(n为选取的粒径级数完成调温调湿及去静电处理后,将试样放入筛网上固定。称量颗粒材料50g,均匀撒布在单个试样表面。将装好试样的试样筛、接收盘和筛盖夹紧装振筛机上,开启机器,以规定频率、回转半径、振幅振筛10min,停机后,称量通过试样的颗粒材料质量。再用另一级颗粒材料重复试验,以3~4级连续分级颗粒的过筛率绘制孔径分部曲线,在曲线上查找计算对应的等效孔径值。所有试样测试完毕后可计算该样品过筛率平均值、标准差及变异系数

按下式计算过筛率,

11-25式中

B——某组标准颗粒材料通过试样的过筛率,%
mp——某组标准颗粒材料通过试样的过筛量g

mt——每次试验用的标准颗粒材料量g
4.试验说明
目前土工织物孔径的测定方法有直接法和间接法两大类,直接法包括显微镜法、投影放大测读法间接法有干筛法、湿筛法,水动力法等,国内常規测试以干筛法为主,虽然干筛法试验易受静电效应、温湿影响,有一定的离散性,但相对其他方法而,其试验操作比较简单,设备较为成熟并积累了较多的工程测试经验。测试中应注意如采用同一块土工织物试样对不同级别的颗粒材料进行振筛,试验结果的规律性会更好。但当嵌入试样的颗粒不易清导致试样不能重复使用的情况,则需要另换试样进行振筛,这时会出现异常情况,如颗粒粒径的过筛量可能多而颗粒粒径小的过筛量反而少,给数据处理带来困难,可先将各组平行试验各粒径的过筛率进行平均,由此做出总平均孔径分布曲线。此外目前国内标准对干筛法中的颗位粒径取值存在一定的区别,如2012年水利部标准SL 2352012提出颗粒粒径以颗粒分组的上下限值和过筛率进行线性内插得到,以减少试验误差这将是今后相关标准修订的一个方向。


5.相关标准
GB/T 147992005土工布及其有关产品  有效孔径的测定干法》
②《SL 2352012土工合成材料测试规程》;
JTG E502006公路工程土工合成材料试验规程》;
④ASTM D475116 Standard Test Methods for Determining Apparent Opening Size of a Geotextile