有关实际工作中土工布试验检测问题分析

摘要:在现代生活中，各项工程建筑开始逐渐变得对了起来，土工布的使用也随之增多，本文以在实际检测工作中遇到的问题为对象，通过对公路工程中广泛使用的土工布等土工布合成材料试验检测方法的分析，在经验和理解的基础上，对目前规范规定的土工布试验检测提出见解和认识。

关键词：土工布、试验检测、问题分析

中图分类号： C35 文献标识码： A

土工布具有重量轻、抗拉强度高、渗透性好、耐高温、抗冷冻、耐老化、耐腐蚀等特点，广泛应用于水利、公路、铁路、航空港、电工和港口航道工程中。在分类上，土工布主要分为无纺土工布和有纺土工布两大类。在两大类土工布之下细分的种类繁多，根据具体种类的不同在工程中有所发挥的作用也有所不同。目前在公路工程中大量使用的是有、无纺土工布和复合编织、机织加筋土工膜。无纺土工布在工程结构中的作用主要是加固、防护、排水以及防止路面反射裂缝等；复合编织、机织加筋土工膜在工程结构中的作用主要是过滤、排水、隔离、加筋和防护等。

随着土工布在工程中的大规模使用，对土工布的试验检测也逐渐得到了人们的重视。但在实际的土工布试验检测过程中经常会遇到许多问题，这些问题要么是对实际的检测结果存在争议，要么是对规范、规程内容的理解存在歧义。

一、土工布质量指标与检测方法

1、物理性能。土工布的物理性能主要包括其单位面积质量测定和厚度测定等。单位面积质量主要是裁取面积为10000mO的试样10块，将裁好的试样按编号顺序逐一在天平上称量，读数精确到0.01g；裁取有代表性的试样10块，试样尺寸不小于基准板的面积，将试样自然放在基准板与压块之间，轻轻放下压块，使试样收到的压力为2kpa,接触开始计时，30s时读数，精确到0.01mm。

2、力学性能。土工布的力学性能主要包括其宽条拉伸试验。梯形撕破强力试验、CBR顶破强力试验、刺破强力试验等。土工布的一个重要质量指标就是，宽条拉伸试验。宽条拉伸的测试主要选取纵向和横向至少200mm长×200mm宽的试样5块，在标准环境下调湿24h后采用100mm的标距来进行试验。试验中用到等速伸长型强力试验机，速率保持在20mm/min。

土工布的梯形撕破强力试验的时候，选择梯形的试样，在标准环境调湿24h后并用强力机的上下夹钳紧试样布。不断增大试样的外加负荷，使梯形土工布的短边沿着切口向长边的方向慢慢撕裂，一直到全部断裂。在此检测中选择的仪器是等速伸长型强力试验机，拉伸速度保持在100mm/min。

土工布的CBR顶破强力试验指的是用一种专用环形夹具固定住试样，在标准环境下调湿24h后把直径50mm的平头圆柱形顶压杆以60mm/min的速度顶向试样，直至试样破裂，在这个试验中使用的也是等速伸长型强力试验机。

3、水力学性能。水力学性能包括有效孔径试验，垂直渗透性能试验等。有效孔径试验的方法包括湿筛法、干筛法、数字图像处理法和流体过滤法，其中干筛法最为常用。干筛法就是用样本布振筛某一直径的玻璃珠，再测量通过测试的玻璃珠重量来计算过筛率，然后换不同直径的珠子再来进行测试，最后画出土工布孔径分布曲线求出等效孔径。

垂直渗透性能试验的方法为恒水头法，主要是避免土颗粒随水流流失，但还要彻底滤去水分，这些特性用渗透系数来表示，在渗透的水力梯度大小为1的时候，测试土工布厚度以及上下游的水位差，渗透速度等来计算渗透系数。

4、耐久性能。土工布的耐久性能主要包括了抗氧老化、抗酸、碱液性能等。在工程当中，土工布一般都会永久存在，而其多为高分子聚合而成，故容易出现老化现象，这些对工程的危害很大，所以耐久性能的测试显得很重要。测试时对样本进行紫外线、生物、低温、酸和碱的处理，强度保持率来表示耐久性能。

二、土工布试验中的问题及对策

现实应用中，土工布测试曾今只用9项国家标准 ，而标准和质量检测工作往往比产品的生产和应用滞后。后来国家标准增加到了17项，包括了选取样本和试验的准备工作，单位面积质量测定、垂直渗透性能试验、宽条拉伸试验、梯形撕破强力试验、有效孔径试验、抗氧老化、抗酸碱液性能等。随着标准的不断完善，许多企业开始精心办好测试工作，努力贯彻新标准，完善质量检测体系，配合高精度仪器使得检测水平得以提高。提高检测人员的技术水平和管理水平来进一完成产品质量水平的提高。制作过程中，主要有以下几个比较典型的问题出现，需要加以重视。

1、外观不规范。土工布外在质量会影响到其内在的品质，土工布的外在质量不好就会影响到起内在的力学性能以及水力学性能等。例如：在公路工程中长丝机织复合土工布，外在就有稀路、分层、断丝和破损等缺陷，这些都能够对其宽条拉伸试验、CBR顶破强力试验和梯形撕破强力试验造成影响，外在有缺陷的布料在试验中会有不同性能，因此会造成测试结果离散性很大，并不能反映出土工布的真实性能，所以不能用来评估土工布的质量。

解决这种问题，就需要先确定样本的完好性或者不存在可能会影响到测试结果的瑕疵。对于这种外在质量能够影响到内在质量的材料，为了能够反应出材料的真实质量，就需要分成两部分来检测样本质量。首先，采用外在有缺陷的样本来进行试验检测不能真实反映土工布特性，因此试验检测需要采用好的样本进行，并把外在质量参数作为最先考虑的指标对待。其次，外在质量合格的产品，在进行力学性能以及水力学性能的测试，用以其参数是否符合设计与规范的要求来判定产品是否合格。

2、质量检测结果存在矛盾。

（1）材料的质量是不是均匀，土工布不会出现任意局部质量均匀却整体不均匀的情况。因此同一块土工布的不同样本，如若各自质量都很均匀，那两者之间的质量差异不会很大。于是可以通过样本测试指标的变异系数和标准差来考察其是不是均匀，材料不均匀测试结果不同的时候应当以较低的结果为准来判定布料是否合格。

（2）对样本进行考察分析，对质量均匀的土工布进行多次检验，其结果也不一定会相同，材料质量不均匀或者是检测的频率，然后得出产品质量的平均值判定布料是否合格。

（3）考虑试验检测的规范性。这与检测工作者的技术水平以及仪器的精密程度有关。试验检测人员对检测过程越深刻的理解，技术水平越高，且仪器精密程度就越高，则得出的试验结果越准确。土工布的试验流程并不是很复杂的，工作者弄清楚试验的目的，弄明白工作流程和工作思路，细心认真的完成检测工作即可。

结束语：

土工布的检测过程中碰到什么问题，都要根据实际情况来应对，积极向有经验的工作者学习，不断进行沟通工作。检测是在实际使用中碰到的情况，所以先了解样本在实际中的使用情况对正确处理某些细节有好的帮助的 ，通过合理有效的方法，能够帮助处理好土工布试验中的问题，提高试验检测水平。

参考文献：

[1]土工布的取样和试样准备。（GB/T13760-2009）[s]，北京：国家质量技术监督局，1993；

[2]汤宝润、吴健强，土工布的拉伸特性及各向异性研究，天津纺织工学院学报；

[3]公路工程土工布和成材料试验规程，（JIGE50-2006）[s]，北京：人民交通出版社，2006。