土工合成材料性能指標(biāo)的分類
作者:路銘工程材料 日期:2019-12-4 15:12:51 文章來源:網(wǎng)絡(luò)編輯
土工合成材料被廣泛應(yīng)用于水利和巖土工程的各個(gè)領(lǐng)域。不同的工程對(duì)材料有不同的功能要求,并因此而選擇不同類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(yùn)用期能正常工作,必須有合理的設(shè)計(jì)方法和使用規(guī)范,統(tǒng)一的設(shè)計(jì)指標(biāo),并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。土工合成材料的指標(biāo)一般可分為物理性能指標(biāo)、力學(xué)性能指標(biāo)、水力性能指標(biāo)、土工合成材料與土相互作用指標(biāo)及耐久性指標(biāo)等。下面逐一加以簡單介紹。
(一)物理性能指標(biāo)
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(biāo)。對(duì)于任何一種系列產(chǎn)品來說,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(qiáng)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(jì)指標(biāo)。
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(guī)定2kPa壓力表示土工織物在自然狀態(tài)無壓條件下的厚度。由圖1-12可見不同類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(dāng)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?jǐn)?shù)(%)表示。該指標(biāo)不直接測(cè)定,由單位面積質(zhì)量、密度和厚度計(jì)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(shù)很接近,但不能認(rèn)為兩者水力性能相似。非織物土工織物的孔隙率遠(yuǎn)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(biāo)
針對(duì)土工織物在設(shè)計(jì)和施工中所受荷載性質(zhì)不同,其力學(xué)強(qiáng)度指標(biāo)分為下列幾種:抗拉強(qiáng)度、握持強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、脹破強(qiáng)度、 CBR頂破強(qiáng)度、圓球頂破強(qiáng)度、刺破強(qiáng)度等。在前3項(xiàng)試驗(yàn)中,試樣為單向受力,其縱向和橫向強(qiáng)度需分別測(cè)定,而后4項(xiàng)試驗(yàn)中,試樣為圓形,承受軸對(duì)稱荷載,縱橫雙向同時(shí)受力。在上述眾多力學(xué)指標(biāo)中,最基本的是抗拉強(qiáng)度。
1、抗拉強(qiáng)度和延伸率
抗拉強(qiáng)度也稱為條帶法抗拉強(qiáng)度,為單項(xiàng)拉伸??v向和橫向抗拉強(qiáng)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(duì)應(yīng)抗拉強(qiáng)度的應(yīng)變?yōu)橥凉た椢锏难由炻?,用百分?jǐn)?shù)(%)表示??估瓘?qiáng)度是力學(xué)性能中的重要指標(biāo)。在各種功能的應(yīng)用中對(duì)抗拉強(qiáng)度都有一定的要求。當(dāng)用于加筋和隔離功能時(shí),抗拉強(qiáng)度是主要的設(shè)計(jì)指標(biāo),而在排水和反濾功能的工程中,抗拉強(qiáng)度雖不是主要指標(biāo),但由于鋪設(shè)過程中會(huì)受到拉扯、頂壓、撕破等各種施工載荷,運(yùn)用過程中也可能因建筑物變形而受拉,所以對(duì)強(qiáng)度也有一定要求。