
(一)等效孔徑
1.方法及適用范圍
土工織物以及土工復(fù)合材料等均具有各種形狀和大小不同的孔徑,其孔徑大小的分布曲線類似于土的顆粒級(jí)配曲線。能等效通過土工織物的近似最大顆粒直徑,稱其為等效孔徑,通常以
表示,單位為mm,下標(biāo)e表示織物孔徑的分布情況,例如
表示織物中90%的孔徑低于該值。
土工織物的孔徑反映織物的透水性能與保持土顆粒的能力,它是一個(gè)重要的特征指標(biāo)。目前,常用土工織物孔徑的測(cè)定方法有干篩法和濕篩法,國內(nèi)主要采用干篩法,適用于有孔隙的土工合成材料。
2.試驗(yàn)設(shè)備及用具
①標(biāo)準(zhǔn)篩振篩機(jī):橫向振動(dòng)頻率:220次/min±10次/min;回轉(zhuǎn)半徑:12 mm±1mm。垂直振動(dòng)頻率:150次/min±10次/min;振幅:10mm±2mm;
②試驗(yàn)篩:直徑200mm;
③電子天平:稱量200g,精度為0.01g;
④標(biāo)準(zhǔn)顆粒材料:通??捎貌Aе榛驁A形砂粒,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)篩的孔徑分級(jí)制備。標(biāo)準(zhǔn)顆粒材料粒徑分組如下(單位: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計(jì)時(shí)器、細(xì)軟刷子、剪刀等。
3.試險(xiǎn)步驟
進(jìn)行等效孔徑試驗(yàn)需裁取直徑大于試驗(yàn)篩的圓形試樣5×n個(gè)(n為選取的粒徑級(jí)數(shù);完成調(diào)溫調(diào)濕及去靜電處理后,將試樣放入篩網(wǎng)上固定。稱量顆粒材料50g,均勻撒布在單個(gè)試樣表面。將裝好試樣的試樣篩、接收盤和篩蓋夾緊裝入振篩機(jī)上,開啟機(jī)器,以規(guī)定頻率、回轉(zhuǎn)半徑、振幅振篩10min,停機(jī)后,稱量通過試樣的顆粒材料質(zhì)量。再用另一級(jí)顆粒材料重復(fù)試驗(yàn),以3~4級(jí)連續(xù)分級(jí)顆粒的過篩率繪制孔徑分部曲線,在曲線上查找計(jì)算對(duì)應(yīng)的等效孔徑值。所有試樣測(cè)試完畢后可計(jì)算該樣品過篩率平均值、標(biāo)準(zhǔn)差及變異系數(shù)。
按下式計(jì)算過篩率,

(11-25)式中
B——某組標(biāo)準(zhǔn)顆粒材料通過試樣的過篩率,%
mp——某組標(biāo)準(zhǔn)顆粒材料通過試樣的過篩量,g
mt——每次試驗(yàn)用的標(biāo)準(zhǔn)顆粒材料量,g
4.試驗(yàn)說明
目前土工織物孔徑的測(cè)定方法有直接法和間接法兩大類,直接法包括顯微鏡法、投影放大測(cè)讀法;間接法有干篩法、濕篩法,水動(dòng)力法等,國內(nèi)常規(guī)測(cè)試以干篩法為主,雖然干篩法試驗(yàn)易受靜電效應(yīng)、溫濕度影響,有一定的離散性,但相對(duì)其他方法而言,其試驗(yàn)操作比較簡單,設(shè)備較為成熟,并積累了較多的工程測(cè)試經(jīng)驗(yàn)。測(cè)試中應(yīng)注意:如采用同一塊土工織物試樣對(duì)不同級(jí)別的顆粒材料進(jìn)行振篩,試驗(yàn)結(jié)果的規(guī)律性會(huì)更好。但當(dāng)嵌入試樣的顆粒不易清除導(dǎo)致試樣不能重復(fù)使用的情況,則需要另換試樣進(jìn)行振篩,這時(shí)會(huì)出現(xiàn)異常情況,如顆粒粒徑大的過篩量可能多而顆粒粒徑小的過篩量反而少,給數(shù)據(jù)處理帶來困難,可先將各組平行試驗(yàn)各級(jí)粒徑的過篩率進(jìn)行平均,由此做出總平均孔徑分布曲線。此外目前國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)干篩法中的顆位粒徑取值存在一定的區(qū)別,如2012年水利部標(biāo)準(zhǔn)SL?235—2012提出顆粒粒徑以顆粒分組的上下限值和過篩率進(jìn)行線性內(nèi)插得到,以減少試驗(yàn)誤差,這將是今后相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)修訂的一個(gè)方向。
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5.相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
①《GB/T?14799—2005土工布及其有關(guān)產(chǎn)品??有效孔徑的測(cè)定干篩法》;
②《SL?235—2012土工合成材料測(cè)試規(guī)程》;
③《JTG E50—2006公路工程土工合成材料試驗(yàn)規(guī)程》;
④ASTM D4751—16 Standard Test Methods for Determining?Apparent Opening Size of a Geotextile。