土工合成材料性能指標的分類(lèi)
作者:路銘工程材料 日期:2019-12-4 15:12:51 文章來(lái)源:網(wǎng)絡(luò )編輯
土工合成材料被廣泛應用于水利和巖土工程的各個(gè)領(lǐng)域。不同的工程對材料有不同的功能要求,并因此而選擇不同類(lèi)型和不同品種的土工合成材料。為使土工合成材料在施工期和運用期能正常工作,必須有合理的設計方法和使用規范,統一的設計指標,并通過(guò)實(shí)驗驗證。土工合成材料的指標一般可分為物理性能指標、力學(xué)性能指標、水力性能指標、土工合成材料與土相互作用指標及耐久性指標等。下面逐一加以簡(jiǎn)單介紹。
(一)物理性能指標
1、單位面積質(zhì)量
單位面積質(zhì)量,系1平方米土工織物的質(zhì)量,稱(chēng)為土工織物的基本質(zhì)量,單位為g/m2。它是土工織物的一個(gè)重要指標。對于任何一種系列產(chǎn)品來(lái)說(shuō),土工織物的單價(jià)與單位面積質(zhì)量大致成正比,其力學(xué)強度隨質(zhì)量增大而提高。因此,在選用產(chǎn)品時(shí)單位面積質(zhì)量是必須考慮的技術(shù)和經(jīng)濟指標。
2、厚度
指土工織物在2kPa法向壓力下,其頂面與底面之間的距離,單位為mm。土工織物厚度隨所作用的法向壓力而變,規定2kPa壓力表示土工織物在自然狀態(tài)無(wú)壓條件下的厚度。由圖1-12可見(jiàn)不同類(lèi)型土工織物的壓縮量差別很大,其中針刺非織造土工織物的壓縮量最大。因此,當考慮非織造土工織物水力特性時(shí),必須注意到上覆壓力變化使水力特性變化的特點(diǎn)。
3、孔隙率
定義為非織造土工織物所含孔隙體積與總體積之比,以百分數(%)表示。該指標不直接測定,由單位面積質(zhì)量、密度和厚度計算得到。
土工織物常用原材料的密度為:聚丙烯0.91g/m3,聚乙烯0.94~0.96g/m3,聚酯1.22~1.38g/m3,聚酰胺1.05~1.14g/m3,聚乙烯醇1.26~1.32g/m3,聚氯乙烯1.39g/m3。
孔隙率與厚度有關(guān),所以孔隙率也隨壓力增大而變小。
有時(shí)織造和非織造土工織物的孔徑和滲透系數很接近,但不能認為兩者水力性能相似。非織物土工織物的孔隙率遠大于織造土工織物,因此其具有更好的反濾和排水性能。
(二)力學(xué)性能指標
針對土工織物在設計和施工中所受荷載性質(zhì)不同,其力學(xué)強度指標分為下列幾種:抗拉強度、握持強度、撕裂強度、脹破強度、 CBR頂破強度、圓球頂破強度、刺破強度等。在前3項試驗中,試樣為單向受力,其縱向和橫向強度需分別測定,而后4項試驗中,試樣為圓形,承受軸對稱(chēng)荷載,縱橫雙向同時(shí)受力。在上述眾多力學(xué)指標中,最基本的是抗拉強度。
1、抗拉強度和延伸率
抗拉強度也稱(chēng)為條帶法抗拉強度,為單項拉伸。縱向和橫向抗拉強度表示土工織物在縱向和橫向單位寬度范圍能承受的外部拉力,單位為KN/m,對應抗拉強度的應變?yōu)橥凉た椢锏难由炻剩冒俜謹?%)表示。抗拉強度是力學(xué)性能中的重要指標。在各種功能的應用中對抗拉強度都有一定的要求。當用于加筋和隔離功能時(shí),抗拉強度是主要的設計指標,而在排水和反濾功能的工程中,抗拉強度雖不是主要指標,但由于鋪設過(guò)程中會(huì )受到拉扯、頂壓、撕破等各種施工載荷,運用過(guò)程中也可能因建筑物變形而受拉,所以對強度也有一定要求。