浅谈土工合成材料性能检测现状

摘要：本文主要介绍了土工合成材料的种类、作用，相关产品的的技术规范、检测参数方法，评定方法及选择，并结合实际检测经验探讨了土工合成材料检测过程中影响因素。

关键词：土工合成材料；性能检测；标准规范；影响因素

中图分类号：S220.4文献标识码：A文章编号：

1.产品技术规范

目前土工布的检测较为频繁，常用的土工布产品国家标准有《GB/T 17638-1998 土工合成材料 短纤针刺非织造土工布》、《GB/T 17639-2008土工合成材料长丝纺粘针刺非织造土工布》、《GB/T 17690-1999土工合成材料 塑料扁丝编织土工布》、《GB/T 17640-2008 土工合成材料 长丝机织土工布》；土工格栅的产品国家标准主要为《GB/T 17689-2008土工合成材料 塑料土工格栅》、《GB/T 21825-2008 玻璃纤维土工格栅》和公路标准《JT/T 480-2002交通工程土工合成材料 土工格栅》；土工膜主要送检聚乙烯土工膜和聚氯乙烯土工膜，其采用的产品国家标准分别为《GB/T 17643-2011土工合成材料 聚乙烯土工膜》和《GB/T 17688-1999土工合成材料 聚氯乙烯土工膜》；膨润土防水毯说采用的检测标准为《JG/T 193-2006钠基膨润土防水毯》。此外，土工合成材料检测还可采用《JT/T 513-521 公路工程土工合成材料》公路标准，其主要包括的产品有土工网、土工加筋带、土工布和塑料排水板等。

2.检测参数及方法

土工合成材料的主要检测参数是拉伸性能的项目，其中土工布拉伸性能的检测方法有三种，《GB/T 15788-2005土工布及其有关产品宽条拉伸试验》、《GB/T 3923.1-1997纺织品 织物拉伸性能 第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定 条样法》和《JTG E50-2006公路工程土工合成材料试验规程》。宽条法和条样法在试验准备的形状尺寸上有较大不不同，可依据相关的产品规范选择不同的拉伸试验方法，从而选择不同的样条进行拉伸；一般土工布拉伸性能的检测都采用GB/T 15788-2005标准中宽条法，试样的宽度要求为（200±1）mm,夹具间距为100mm;而编织土工布则采用GB/T 3923.1-1997标准中条样法，要求试验宽度为50mm，夹具间距为200mm。土工格栅主要检测项目是拉伸强度和伸长率，多数采用的是单肋试样，在公路标准《JT/T 480-2002交通工程土工合成材料 土工格栅》中拉伸性能的检测方法采用的是《JTG E50-2006公路工程土工合成材料试验规程》宽条法，即试样宽度至少为200mm宽，并有足够的长度。采用宽条试样和较慢的拉伸速率，可有效降低横向收缩，使得试验结果更加符合实际情况。土工合成材料的其他检测参数项目，如顶破强力、撕破强力等项目，对比国标试验方法和《JTG E50-2006公路工程土工合成材料试验规程》，主要在于拉伸速度不同，实验的原理和试样的尺寸是一致的。以梯形撕破强力为例，《GB/T 13763-2010土工布梯形法撕破强力试验方法》中设定的拉伸速率为50mm/min，而《JTG E50-2006公路工程土工合成材料试验规程》中设定的拉伸速率为100mm/min±5 mm/min。聚乙烯土工膜的撕裂强度检测方法则采用《QB/T 1130-1991塑料直角撕裂性能试验方法》中直角型试样。

3.评定方法及选择

通常送检的土工合成材料，如土工布和土工格栅，一般采用相对应产品的国家标准进行检测和评定，除非委托方在委托单上注明用其他标准进行评定。以钢塑土工格栅为例，目前并没有此土工格栅产品相关的标准，根据其施工工艺来划分，是属于粘焊土工格栅的一种，因此在选择检评标准上，采用了《JT/T 480-2002交通工程土工合成材料 土工格栅》中粘焊土工格栅的检测方法和指标进行评定。而塑料排水板和膨润土防水毯则采用相对应的产品标准《JT/T 521-2004公路工程土工合成材料 塑料排水板（带）》和《JG/T 193-2006钠基膨润土防水毯》。

表1 对比GB/T 17638-1998与JT/T 520-2004标准规格为200g/㎡性能指标

4.检测过程中影响因素

4.1 土工拉伸试验夹具

1、夹具内加衬垫；2、对夹在钳口内试样加以涂层；3、改进夹具钳口表面。目前使用的土工拉伸夹具已采用了带有齿型的夹口，以此增强摩擦，但在进行土工格栅200mm宽度试样的拉伸实验时，常会出现试样拉伸受力不均出现试样扭曲偏斜、滑移或是在钳口10mm以内断裂的情况。针对土工格栅的特殊性，曾尝试在两端夹口里的试样加了密封衬垫，并用胶加以固定和养护，但发现在拉伸过程中上述问题依旧存在，且出现试样脱离密封衬垫的情况；此外，在进行机织土工布拉伸实验时，容易出现在钳口5mm内断裂情况。

4.2 拉伸试验样条的最终宽度

由于机织土工布和塑料扁丝编织土工布的试样在裁切时，切口的边线易脱落，因此在制备机织土工布拉伸试样时，需切至220mm宽，然后再从试样两边拆去数目大致相等的边线以达到（200±1）mm的名义宽度，有助于保证试样的完整性；制备编织土工布试样需切大于50mm宽度，在装置拉力机前，再从试样两边拆去一定的边线以确保达到规定宽度；而针刺非织造土工布的完整性不受裁切的影响，可直接切成最终宽度（200±1）mm。

4.3取样制样的位置

用于每次试验样品，应从样品长度和宽度方向上均匀裁取，但距样品幅边至少10cm，且同一个项目试验，应避免两个以上的试样处在相同的纵向或横向位置上。因为，在相同位置上裁取多个试样，容易导致所得数据结果趋于一致，而不能代表整块试样的平均水平，即可使得原本符合标准规范要求的样品，最终检验结果评定为不合格情况，因此在取样的阶段需要试验人员加以注意。

4.4拉伸试验机运行状态

拉伸试验机一般具有等速拉伸功能，并以恒定速率进行拉伸或是压缩，能测度拉伸试样的拉力和伸长量。然而，在进行土工布撕裂强力项目实验时，由于两夹具间距比较小，夹具间距离为25mm，拉伸速度为50mm/min，试样在未拉伸前是褶皱不平弯曲的，因此在拉伸开始后，试样未被夹具完全拉直拉紧前，容易出现受力间断情况，拉力机将会停止运作，记录的力值是试样未完全受力情况下数据，因此此数据是不可取的。通常遇到这种情况，实验员需要在未开始拉伸试验时，将试样的弯曲反向调整为统一向前或向后，这样可以尽量避免出现受力间断不均的现象，同时在拉伸的过程中注意观察记录的曲线，对照规范中的曲线形状，发现有异常的需要停止试验机，查找原因并重新制样。

4.5 试样调湿和试验的环境

土工合成材料的环境要求是参照GB/T 6529-2008纺织品 调湿和试验用标准大气规范中标准大气，即温度20℃，湿度65%要求下调湿并进行实验。因此在裁切试样前，应将样品保存在洁净、干燥、阴凉避光处。若在试验前，样品已被水或其他液体浸蚀，则对单位面积质量的检测数据有较大的影响，也会对其他物理性能的检测造成一定的影响，使测得的数据不符合样品的实际情况。

5.结束语

土工合成材料作为一种较新的工程材料，应用时间不长，在这几年公路地铁等工程用量较大；人们对土工材料的认识不断增加，社会抽检力度的加大，但其检测设备、标准的更新仍然落后于材料的发展；因此该篇论文结合笔者的实际经验，综合了几大类的土工材料的检测、产品、评定规范，探讨了土工材料的检测影响因素，希望能增加人们对此类材料的进一步认识，并共同探讨促进其发展。