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土工布是用合成纖維紡織或經膠結、熱壓針刺等無紡工藝制成的土木工程用卷材,也稱土工纖維或土工薄膜。土工布根據加工方法不同可以劃分為機織土工布、針織土工布、非織造土工布[1]。最為常用的是非織造土工布,它是使用機械的、化學的、熱力的或者其它的方法,使纖維網固結在一起而形成的纖維結構材料[2]。


    非織造土工布獨特的纖維三維網絡結構使其具有良好的排水性能和保沙土性能,以此代替傳統的砂礫滲濾層,不僅可以節省投資而且還能縮短施工周期。土工布滲濾層設計及選用的重要依據是其透水性能和保土性能,而這兩個性能的重要特征指標為其孔徑。準確測定土工布的孔徑有利于工程上更加合理地選用土工材料。本文結合實際工作經驗,對土工布孔徑測試方法歸納如下。


    1孔徑參數


    孔徑參數主要包括有效孔徑、特征孔徑、平均孔徑、最大孔徑、最小孔徑、泡點孔徑、孔徑分布、孔隙率等[3]。


    1.1有效孔徑(Oe)


    JTGE50—2006《公路工程土工合成材料試驗規程》中的定義如下:能有效通過土工織物的近似最大顆粒直徑,例如O90表示土工織物中90%的孔徑低于該值[4]。GB/T14799—2005《土工布及其有關產品有效孔徑的測定》中定義則如下:有效孔徑是能有效通過土工布的近似最大顆粒直徑,例如090表示土工布中90%的孔徑低于該值[5]。


    1.2等效孔徑EOS(或稱表觀孔徑AOS)


    SL/T235—1999《土工合成材料測試規程》中定義如下:以土工織物為篩布對顆粒料進行篩析,當一種顆粒料的過篩率(通過織物的顆粒料重量與顆粒料總重量之比)為5%時,則該顆粒粒徑尺寸定為土工織物的等效孔徑[6]。GB50290—1998《土工合成材料應用技術規范》及SL/T225—1998《水利水電工程土工合成材料應用技術規范》中定義如下:土工織物的最大表觀孔徑[7-8]。JTJ/T019—1998《公路土工合成材料應用技術規范》中定義如下:用于表示織物型土工合成材料孔隙大小的指標。采用不同的篩余率標準,可得到不同的等效孔徑值[9]。


    1.3特征孔徑


    土工布的孔眼尺寸,相當于90%的土顆粒通過土工布時的最大顆粒尺寸[10]。該定義適合于土工布及其有關產品有效孔徑的測定中的濕篩法。


    1.4泡點孔徑


    濾布一側的氣體穿過濾布到達另一側的水中而產生氣泡,用此方法計算出濾布孔徑[11]。


    1.5最大泡點孔徑


    當氣體穿過濾布到達水中產生第一串氣泡時的泡點孔徑[11]。


    1.6孔徑分布


    對于給定試樣,根據孔隙直徑分布,計算某一孔徑所對應孔隙的百分數[12],可用來表征不同孔徑在整個孔徑分布中所占比例。


    1.7孔隙率


    材料的孔隙體積與總體積的比值,反映土工布空隙程度的指標,它是影響土工布滲透性等水力性能的重要因素[13]。


    目前,在各標準中,關于等效孔徑、特征孔徑的定義基本一致,均為用顆粒的尺寸來表示孔徑的尺寸。泡點孔徑則需要根據測量氣泡出現時的壓力差來計算出的等效孔徑。

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