土工合成材料的檢測(cè)分析

盧春平

摘要：工程建設(shè)期間，通過土工合成材料的使用，能夠有效增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與防護(hù)、防滲等效果?，F(xiàn)階段，在開展工程項(xiàng)目施工工作時(shí)，土工合成材料得到了廣泛的應(yīng)用。本文首先對(duì)土工合成材料的應(yīng)用現(xiàn)狀以及檢測(cè)影響因素做出探討，并進(jìn)一步研究土工合成材料的檢測(cè)試驗(yàn)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：土工合成材料;檢測(cè);影響因素;

1引言

對(duì)于土工合成材料而言，生產(chǎn)加工期間主要用到塑料、化學(xué)纖維等不同種類的原材料，經(jīng)過加工、合成等工序，便可制造出新型的聚合物材料?？傮w而言，可以將土工合成材料分為四種不同的產(chǎn)品類型：復(fù)合材料以及土工織物、土工膜、其他特種材料。相比于單一材料而言，土工合成材料有著良好的性能優(yōu)勢(shì)。

2土工合成材料的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

土木工程建設(shè)過程中，所使用的合成材料的總稱，被稱為土工合成材料。作為一種新型的土木工程材料，施工時(shí)在土體或建筑的內(nèi)部、表面等位置有著廣泛的應(yīng)用，它的合理應(yīng)用能夠?qū)ν馏w或結(jié)構(gòu)起到有效的加強(qiáng)與保護(hù)作用。工程施工期間，為避免土工合成材料出現(xiàn)破損、老化等各類問題，同時(shí)為了確保施工進(jìn)度與質(zhì)量，應(yīng)重點(diǎn)做好土工合成材料的性能檢測(cè)，并對(duì)其各項(xiàng)影響因素做出分析，確保土工合成材料的產(chǎn)品性能與設(shè)計(jì)參數(shù)等方面滿足工程施工需要。近幾年來，土工合成材料不僅在水利工程、建筑工程、鐵路、公路工程中得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)在海港建設(shè)、采礦以及發(fā)電、環(huán)保等領(lǐng)域中也有著大量的應(yīng)用。相對(duì)于其他發(fā)達(dá)國(guó)家而言，我國(guó)對(duì)于土工合成材料的性能與技術(shù)研究相對(duì)滯后。在開展性能檢測(cè)工作時(shí)，所應(yīng)用的測(cè)試規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)也有著一定的差異性。此外，由于檢測(cè)過程中所使用的儀器設(shè)備、樣本尺寸等指標(biāo)具有不統(tǒng)一性，再加之檢測(cè)人員自身專業(yè)水平與經(jīng)驗(yàn)方面的影響，使得土工合成材料的檢測(cè)結(jié)果經(jīng)常存在相應(yīng)的誤差，這就對(duì)檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性、可信度造成了不利的影響。鑒于此，要建立健全檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)與流程，檢測(cè)人員要不斷提高自身的業(yè)務(wù)能力和專業(yè)素養(yǎng)，進(jìn)而提高檢測(cè)工作的整體質(zhì)量。

3土工合成材料檢測(cè)影響因素的分析

3.1測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)方面的影響

材料檢測(cè)過程中，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)圍繞以下三個(gè)方面開展：力學(xué)、物理學(xué)以及水力學(xué)。通過對(duì)土工合成材料做出檢測(cè)，能夠?qū)ζ湫阅堋⑻攸c(diǎn)進(jìn)行合理的判斷。對(duì)于土工合成材料的常規(guī)檢測(cè)，要切實(shí)遵循我國(guó)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以及《土工合成材料測(cè)試規(guī)程》中的相關(guān)條款與標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，檢測(cè)時(shí)還要借助于工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)土工合成材料的性能做出判斷。需要注意的是，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與測(cè)試規(guī)程的絕大部分要求是相同的，但二者之間存在著一定的差別。因而，在開展土工合成材料的檢測(cè)工作期間，所選用的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)不同，得到的結(jié)果可能存在相應(yīng)的差異。比如，在對(duì)材料進(jìn)行刺破強(qiáng)力、拉伸等性能檢測(cè)期間，檢測(cè)結(jié)果往往不會(huì)出現(xiàn)較大的差別。但是，在進(jìn)行材料的梯形撕破強(qiáng)力的試驗(yàn)過程中，兩種標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于試驗(yàn)速度的規(guī)定存在差異。對(duì)于同樣的一塊500g/m2的土工布而言，如果試驗(yàn)檢測(cè)期間變換試驗(yàn)速度，在重復(fù)10次試驗(yàn)的情況下，所得到的檢測(cè)結(jié)果存在很大的差異：一方面，當(dāng)試驗(yàn)速度控制為300mm/min的情況下，兩種標(biāo)準(zhǔn)并沒有出現(xiàn)明顯的差別。另一方面，當(dāng)試驗(yàn)速度控制為50mm/min的情況下，兩種檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)所得到的結(jié)果就會(huì)存在明顯的差異，并且差異率在7%上下。由此可以看出，不同的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)將對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成一定的影響。

3.2樣本裁取方面的影響

在進(jìn)行土工合成材料的樣本選擇時(shí)，所參考的標(biāo)準(zhǔn)不同，將導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果受到影響。一般來說，選樣期間要確保樣本邊緣超過100mm，同時(shí)還要根據(jù)檢測(cè)要求分別選取多個(gè)樣本，樣本數(shù)量要滿足規(guī)范要求。通過對(duì)檢測(cè)樣本開展多次重復(fù)試驗(yàn)，就可以根據(jù)樣本檢測(cè)結(jié)果對(duì)土工合成材料做出綜合性的評(píng)價(jià)。這樣一來，能夠有效降低檢測(cè)誤差。需要注意的是，所截取的檢測(cè)樣本應(yīng)當(dāng)具有較強(qiáng)的代表性，檢測(cè)過程中不得從材料的某一縱向或橫向截取樣本，而是應(yīng)當(dāng)采用梯形截取的方式獲取檢測(cè)取樣，以提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性與可信度。

3.3樣本尺寸方面的影響

其一，在開展條帶拉伸試驗(yàn)期間，所選尺寸的不同將對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成一定的影響。按照式樣計(jì)量寬度的不同，條帶拉伸試驗(yàn)可以細(xì)分為兩種不同的方法：寬條樣法以及窄條樣法。前者所使用的條帶通常為200mm，后者所使用的條帶通常是50mm。具體試驗(yàn)過程中，經(jīng)常發(fā)生式樣打滑等問題。為避免這一問題對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，需要檢測(cè)人員在式樣夾具外部再加設(shè)一層土工布，或者在夾具的內(nèi)部位置粘貼一層厚度相對(duì)較薄的橡膠帶等材料，進(jìn)而能夠起到有效的防滑作用，上述方法只適用于強(qiáng)度不超過50KN/m的土工布檢測(cè)。如果土工布的強(qiáng)度超過了50KN/m，并且檢測(cè)過程中沒有做好防滑處理，那么將對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成嚴(yán)重的影響。針對(duì)寬條法以及窄條法兩種不同的檢測(cè)工作，檢測(cè)結(jié)果的差異率可能超過10%。因而，對(duì)于強(qiáng)度超過50KN/m的土工布，檢測(cè)期間應(yīng)選擇窄條法檢測(cè)方式，以提高檢測(cè)結(jié)果的真實(shí)性與準(zhǔn)確性。其二，在開展接頭與接縫寬條拉伸試驗(yàn)檢測(cè)工作時(shí)，樣本的尺寸也將對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生相應(yīng)的影響。具體檢測(cè)期間，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與測(cè)試規(guī)程對(duì)于樣本尺寸的規(guī)定不同。在根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行土工合成材料的檢測(cè)時(shí)，既可以對(duì)機(jī)織、非織造土工布的性能做出檢測(cè)，同時(shí)該標(biāo)準(zhǔn)還適用于復(fù)合土工布以及針織土工布等材料的檢測(cè)。針對(duì)國(guó)內(nèi)土工膜接縫檢測(cè)存在的問題與不足，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的完善，進(jìn)而提高檢測(cè)工作的質(zhì)量。

4土工合成材料性能檢測(cè)試驗(yàn)

4.1物理性能試驗(yàn)

通過開展物理性能試驗(yàn)，可以對(duì)土工合成材料的單位面積質(zhì)量以及厚度等重要參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的了解。一方面，土工合成材料的單位面積質(zhì)量不僅對(duì)材料的頂破強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度有著直接的影響，同時(shí)還與材料的滲透系數(shù)、孔隙率等重要參數(shù)有著密切的聯(lián)系。當(dāng)前，國(guó)際上對(duì)于單位面積質(zhì)量的檢測(cè)已經(jīng)形成了統(tǒng)一的方法，但是對(duì)土工格柵類產(chǎn)品并沒有形成統(tǒng)一的方法。另一方面，材料的厚度主要指的是在受到一定壓力的情況下，材料正反面之間的垂直距離。通常情況下，采用mm作為厚度單位。很多土工合成材料在受到壓力的影響下，其厚度將出現(xiàn)明顯的變化，進(jìn)而導(dǎo)致材料的透水性以及孔隙率、孔徑大小等性能發(fā)生變化。因而，當(dāng)前要對(duì)材料的物力性能檢測(cè)引起重視，并結(jié)合實(shí)際情況對(duì)測(cè)定方法進(jìn)行完善。

4.2頂破與刺破試驗(yàn)

不同種類的土工合成材料對(duì)于法向壓力的抵抗能力不同，可以借助頂破與刺破試驗(yàn)進(jìn)行抵抗能力的檢測(cè)。具體檢測(cè)過程中，常采用的頂破試驗(yàn)主要分為三類：其一，就是Mullen脹破試驗(yàn)，該試驗(yàn)通常被稱為液壓頂破試驗(yàn)。其二，就是圓球頂破試驗(yàn)，在進(jìn)行紡織類材料的試驗(yàn)時(shí)，可以采用此種方法;其三，還可借助CBR頂破試驗(yàn)對(duì)材料的性能做出檢測(cè)。上述三種檢測(cè)方法的原理基本一致。但是，因?yàn)镃BR頂破試驗(yàn)期間對(duì)于試樣的夾持工作相對(duì)容易，并且檢測(cè)設(shè)備較為簡(jiǎn)單，因而當(dāng)前很多國(guó)家主要采用這一檢測(cè)方法。

4.3落錘穿透試驗(yàn)

土工合成材料應(yīng)用期間，經(jīng)常受到石塊尖角、邊楞或銳利金屬的破壞。為檢測(cè)土工織物抵抗穿刺的能力，需要開展落錘穿透試驗(yàn)。借助于試驗(yàn)過程中所測(cè)得的孔眼大小，能夠?qū)ν凉ず铣刹牧系钟┩傅哪芰ψ鞒鲈u(píng)判。

5結(jié)束語

工程建設(shè)中所使用的土工合成材料數(shù)量越來越多、范圍越來越廣，材料的性能對(duì)于工程建設(shè)質(zhì)量有著重要的影響。因而，當(dāng)前應(yīng)加強(qiáng)對(duì)土工合成材料的檢測(cè)，并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)材料的各項(xiàng)性能做出評(píng)判，以此提高土工合成材料的應(yīng)用效果。

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（作者單位：廣東省交通運(yùn)輸建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心）