趙潔琳

（山西省水利水電科學(xué)研究院 山西太原030002）

1 土工合成材料應(yīng)用現(xiàn)狀

土工合成材料是土木工程應(yīng)用的合成材料的總稱。作為一種土木工程材料，它是以人工合成的聚合物（如塑料、化纖、合成橡膠等）為原料，制成各種類型的產(chǎn)品，置于土體內(nèi)部、表面或各種土體之間，發(fā)揮加強或保護土體的作用?！锻凉ず铣刹牧蠎?yīng)用技術(shù)規(guī)范》將土工合成材料分為土工織物、土工膜、土工特種材料和土工復(fù)合材料等類型。土工合成材料的用途多種多樣，其主要功能包括加強作用、隔離作用、過濾作用、防滲作用和排水作用。為了避免工程施工造成對土工合成材料的損壞，從而影響施工進度及其他工序，通過檢測確定土工合成材料的特性指標，是提供土工合成材料產(chǎn)品設(shè)計參數(shù)、改進和嚴把產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)的正確途徑。

近十多年來，隨著對土工合成材料工程特性的深入研究，工程實踐經(jīng)驗的積累，產(chǎn)品研制能力的提高以及產(chǎn)品市場的日益擴展，應(yīng)用規(guī)模得到了飛躍發(fā)展。幾乎涉及水利、鐵道、公路、海港、建筑、采礦、發(fā)電、環(huán)保等各個領(lǐng)域。然而土工合成材料這種新材料、新技術(shù)的應(yīng)用畢竟歷史很短，對其特性研究還很不夠。目前，由于我國各行各業(yè)實驗室的測試規(guī)范也不盡相同，實驗室使用的檢測儀器設(shè)備的不統(tǒng)一，檢測人員的操作水平參差不齊等因素，常使土工合成材料的實驗室檢測結(jié)果出現(xiàn)偏差。即使是按照同一檢測方法測試，由于檢測方法規(guī)定的不細致、不具體，檢測人員的理解不同，以及其他各種因素的影響，各檢測單位測試的結(jié)果也會有很大差異，影響了檢測結(jié)果的可信度。

本文對土工合成材料在檢測過程中需要注意的問題及影響作了相應(yīng)的闡述，并提出了相應(yīng)的建議。

2 土工合成材料在檢測過程中需要注意的問題

2.1 測試標準不同對結(jié)果的影響

土工合成材料性能檢測分為物理、力學(xué)、水力學(xué)特性三類。見表1。

表1 測試項目參數(shù)

在常規(guī)試驗檢測中，檢測依據(jù)主要有國家標準化管理委員會發(fā)布的國家標準（GB）和水利部頒布的《土工合成材料測試規(guī)程》（SL235-2012）。國家標準（GB）大多修改或等同國際（ISO）標準；水利行業(yè)標準《土工合成材料測試規(guī)程》（SL235-2012）主要參考美國標準（ASTM）,國際標準（ISO）及以之為依據(jù)的國家標準（GB），德國標準（DTN），美國公路局（FHWA）的《土工織物手冊》等，并結(jié)合我國國情和以多年土工試驗方面比較成熟的經(jīng)驗為基礎(chǔ)編制而成，它與國家標準（GB）既有相同之處，也有不同之處。下面就力學(xué)性能的參數(shù)指標進行比較。見表2。

表2 測試標準比較

從表2中可以看出：兩個標準經(jīng)過對比，樣品調(diào)濕、刺破強力、接頭/接縫寬條拉伸測試標準基本相同，但梯形撕破強力試驗速度差異很大，為了研究不同的試驗速度對梯形撕破強力的影響，對同一塊土工布（500 g/m2）以不同試驗速度分別做了10次試驗，檢測結(jié)果為：試驗速度300 mm/min撕破強力平均值0.0578kN，50 mm/min撕破強力平均值0.0574kN，兩者相近，平均值相差0.0004kN，差異率為7%。從分析結(jié)果看，對于檢測結(jié)果速率大的強力會高一些，但影響不大。

檢測土工合成材料接頭/接縫寬條拉伸強度時，接縫抗拉強度遠遠低于復(fù)合母材的抗拉強度，施工技術(shù)規(guī)范（SL/T225-98）要求接頭/接縫抗拉強度大于母材強度的80%?？墒菄覙藴剩℅B）中沒有明確指定用哪個檢測標準來判定是否合格，所以在檢測過程中，檢測方不能做任何判定，由委托方根據(jù)實際情況自己判定。為此，筆者建議在國標（GB）和水利（SL235-2012）應(yīng)給出一個判定標準以便于檢測單位對檢測結(jié)果進行判定。

2.2 試樣裁取

樣品按照所需測試參數(shù)裁取試樣嚴格按照國標（GB）或水利（SL235-2012）進行裁取,試樣剪取樣品邊緣應(yīng)不小于100 mm,每一參數(shù)的試樣要裁取多個，為減少產(chǎn)品不均勻性帶來的測試誤差以及其他隨機誤差，測試必須重復(fù)多次，測試結(jié)果才具有可靠性。裁取試樣應(yīng)該有代表性，應(yīng)避免位于同一縱向或橫向位置上裁取，最好采取梯形取樣法取樣。

2.3 試樣的尺寸對檢測結(jié)果影響

2.3.1 條帶拉伸試驗尺寸對結(jié)果影響

條帶拉伸試驗按試樣計量寬度分為寬條樣法（試樣寬度:200 mm）和窄條樣法（試樣寬度:50 mm）兩種?！锻凉げ技坝嘘P(guān)產(chǎn)品寬條拉伸試驗》（GB/T15788-2005）采用的是寬條樣法，《土工合成材料測試規(guī)程》（SL235-2012）采用寬條樣法和窄條樣法。

在土工布的條帶拉伸試驗中，比較難解決的問題是試樣在拉伸過程容易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。對于強度小于50 kN/m的土工布及其復(fù)合產(chǎn)品，可以在所使用的夾具上裹一層土工布或者在夾具內(nèi)側(cè)粘一層薄薄的橡膠帶，增加摩擦力，經(jīng)過抗滑移處理，使用窄條樣法和寬條樣法普遍不會發(fā)生打滑現(xiàn)象；對于強度大于50 kN/m高強度的機織型土工布寬條試樣拉伸試驗中打滑抽絲現(xiàn)象較為嚴重，在拉伸過程中會產(chǎn)生打滑抽絲現(xiàn)象，即使經(jīng)過抗滑移處理也難以避免不發(fā)生打滑現(xiàn)象，用窄條樣法可以避免發(fā)生打滑抽絲現(xiàn)象。經(jīng)過多次試驗證明：用寬條樣法測定高強度機織型土工布比用窄條樣法測定的強度小，而且寬條樣法測試復(fù)現(xiàn)性也較差。具體高強度機織型土工布寬窄條樣法測定結(jié)果見表3。

表3 高強度的機織型土工布斷裂強度測定結(jié)果

從表3中可以看出,用寬條樣法拉伸比用窄條樣法拉伸檢測結(jié)果平均值低10.6kN/m，差異率約為-10%。由于寬條樣法在拉伸過程出現(xiàn)打滑現(xiàn)象斷裂伸長率比實際要偏大，所以，檢測強度小于50 kN/m的土工布及其復(fù)合產(chǎn)品寬、窄樣法都可以用，檢測強度大于50 kN/m的高強度機織型土工布最好選用窄條樣法。

2.3.2 接頭/接縫寬條拉伸試驗試驗尺寸對結(jié)果影響

檢測復(fù)合土工膜接頭/接縫 寬條拉伸試驗中，《土工布 接頭/接縫寬條拉伸試驗方法》（GB/T16989-1997）對于接合或縫合的樣品裁取試樣，試樣尺寸選用圖1，水利部《土工合成材料測試規(guī)程》（SL235-2012）中對于線縫樣品，因為有散開的原因而在縫合處要加寬，所以試樣選用圖1；土工膜接縫樣品裁取試樣選用圖2。

圖1 試樣尺寸示意圖

圖2 試樣尺寸示意圖

經(jīng)過多次試驗，檢測土工膜的接縫強度，若試樣裁剪成圖1的形狀，圖1中A部位用剪刀切試樣可能會損壞，只能采用熱切的辦法。在實際操作中熱切也是很難控制的，在拉伸過程中大部分都是從A部位斷裂，對檢測結(jié)果有很大的影響。如采用圖2檢測土工膜接縫強度可以避免這種情況的發(fā)生。國標（GB）適用范圍，適用于機織土工布、非織造土工布、復(fù)合土工布和針織土工布，也適用于土工格柵，并未提及土工膜，為此，建議在國標（GB）中增加土工膜接縫內(nèi)容。

3 結(jié)語

土工合成材料是一種新型的土工材料，隨著近年來的不斷發(fā)展和改進，極大地拓展了其使用范圍。使用范圍越廣，在使用過程中發(fā)現(xiàn)的問題也會越多。對產(chǎn)品的測試手段和方法也有必要進一步改進和提高，才能使土工合成材料更好地為工程建設(shè)服務(wù)。因此，提出以下幾點建議：

（1）我國各行業(yè)試驗檢測標準應(yīng)盡量融合統(tǒng)一。對于梯形撕破強力試驗速度國標（GB）和水利部（SL235-2012）差異大，但檢測結(jié)果影響不大。對于接頭/接縫試驗，國家標準（GB）中沒有明確指定用哪個檢測標準來判定合格，建議在國標（GB）和水利（SL235-2012）應(yīng)給出一個判定標準以便于檢測單位對檢測結(jié)果進行判定。

（2）在土工布及有關(guān)產(chǎn)品寬條拉伸試驗中，對于強度小于50 kN/m的土工合成材料的條帶拉伸試驗寬條樣法和窄條樣法都可采用；對于在強度大于50 kN/m的高強度機織型土工布，用寬條樣法打滑抽絲現(xiàn)象很難控制，建議選用窄條樣法可以避免這種情況發(fā)生。

（3）建議國標（GB）土工布 接頭/接縫寬條拉伸試驗中增加土工膜接縫內(nèi)容。