T 1141一2006 垂直渗透性能试验(恒水头法)

1适用范围

1.1本方法规定了土工织物及复合土工织物在系列恒定水头下垂直渗透性能的试验方法。

1.2本方法适用于土工织物和复合土工织物。

2引用标准

GB/T 7489水质溶解氧的测定 碘量法GB 8170 数值修约规则

3定义

3.1流速指数

试样两侧50mm水头差下的流速，精确到1mm/s。

注:也可取100mm、150mm水头差下的流速，但应在报告中注明。

3.2垂直渗透系数

在单位水力梯度下垂直于土工织物平面流动的水的流速(mm/s)。

3.3透水率

垂直于土工织物平面流动的水，在水位差等于1时的渗透流速(1/s)。

4仪器设备及材料

4.1TD1141-1型恒水头渗透试验仪

TD1141-3型恒水头渗透试验仪

TD1141-4型恒水头渗透试验仪

TD1141-5型恒水头渗试验透仪

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5试样制备

5.1取样:按本规程T 1101—2006的规定取样。

5.2试样数量和尺寸:试样数量不小于5块，其尺寸应与试验仪器相适应。

5.3试样要求:试样应清洁，表面无污物，无可见损坏或折痕，不得折叠，并应放置于平处，上面不得施加任何荷载。

6试验步骤

6.1将试样置于含湿润剂的水中，至少浸泡12h直至饱和并赶走气泡。湿润剂采用0.1%V/V的烷基苯磺酸钠。

6.2将饱和试样装入渗透仪的夹持器内，安装过程应防止空气进人试样，有条件时宜在水下装样，并使所有的接触点不漏水。

6.3向渗透仪注水，直到试样两侧达到50mm的水头差。关掉供水，如果试样两侧的水头在5min内不能平衡，查找是否有未排除干净的空气，重新排气，并在试验报告中注明。

6.4调整水流，使水头差达到70mm±5mm，记录此值，精确到1mm。待水头稳定至少30s后，在规定的时间周期内，用量杯收集通过仪器的渗透水量，体积精确到10mL，时间精确到s。收集渗透水量至少1000mL，时间至少30s。如果使用流量计，流量计至少应有能测出水头差70mm时的流速的能力，实际流速由最小时间间隔15s的3个连续读数的平均值得出。

6.5分别对最大水头差0.8、0.6、0.4和0.2倍的水头差，重复6.4的程序，从最高流速开始，到最低流速结束，并记录下相应的渗透水量和时间。如果使用流量计，适用同样的原则。

注:如土工织物总体渗透性能已确定，为控制产品质量也可只测50mm水头差下的流速。

6.6记录水温，精确到0.2℃：。

6.7对剩下的试样重复6.2~6.6的步骤。

7结果计算

7.1流速指数

(1)按下式计算20℃；时的流速υ20(mm/s):

式中：V——渗透水的体积（m3）；

RT——T℃水温时的水温修正系数（见表T 1141-1）；

A——试样过水面积（m2）；

T——达到水体积V的时间（s);

如果使用流速仪，流速υT直接测定，则按公式（T 1141-2)计算20℃时的流速υ20mm/s：

(2）计算每块试样不同水头差下的流速υ2()。

使用计算法或图解法，用水头差A对流速通过原点作曲线。在一张图上绘出5个试样的水头差A对流速〃20的曲线5条。

（3）通过计算法或图解法求出5个试样50_水头差的流速值,给出平均值和最大、最小值。平均值为该样品的流速指数，精确到1mm/s。

7.2垂直渗透系数

按公式(T 1141-3)计算实际水温下的垂直渗透系数k:

式中：k——实际水温下的垂直渗透系数(mm/s);

υ——垂直土工织物平面水的流动速度(mm/s);

i——土工织物上下两侧的水力梯度；

δ——土工织物试样厚度(mm);

Δh——对土工织物试样施加的水头差(mm)。

按公式(T 1141-4)计算20丈水温下的垂直渗透系数k20:

式中：K20——水温20T；时的垂直渗透系数(ram/s);

K——实际水温下的垂直渗透系数(mm/s);

RT——T℃水温时的水温修正系数(见表T 1141-1)。

表T1141-1水温修正系数

注:水温修正系数RT即为水的动力粘滞系数比ηt/η20;ηt为试验水温t℃时水的动力粘滞系数，η20为试验水温20℃时水的动力粘滞系数。

7.3透水率

按公式(T 1141-5)计算水温20℃时的透水率θ20:

式中：θ2Q——水温20℃；时的透水率(1/s);ε

k20——水温20℃时的渗透系数(mm/s);

δ ——土工织物厚度(mm);

υ1Q——温度20℃时，垂直土工织物平面水的流动速度(mm/s);

Δh——对土工织物试样施加的水头差(mm)。

8试验报告

试验报告应包括以下内容：

(1)样品名称、规格型号和状态描述；

(2)样品状态的描述；

(3)试验日期；

(4)渗透仪规格型号、主要技术指标；

(5)试样有效过水面积；

(6)测定全部渗透性能时，每个试样的流速对水头损失曲线的集合；

(7)水头差50mm时的流速指数(VI5Q)，如需要，给出垂直渗透系数和透水率;

（8）水温范围；

（9）供水方式和溶解氧值；

（10）任何偏离规定程序的详细说明。

条文说明

土工织物用作反滤材料时，流水的方向垂直于土工织物的平面，此时要求土工织物既能阻止土颗粒随水流失，又要求它具有一定的透水性。垂直渗透性能主要用于反滤设计，以确定土工织物的渗透

性能。

国内外有关土工织物垂直渗透性能的标准有：《土工布及其相关产品 无荷载下垂直向渗透性的测定》(IS0 11508:1999)、《水压渗透系数和单位宽度流速测定方法》(ASTM D4716—01)、《土工布 透水性测定方法》(GB/T 15789—1999)、交通部行业标准《公路土工合成材料试验规程》（JTJ/T 060—98)、水电部行业标准《土工合成材料测试规程》（SL/T 235—1999)。

国际标准IS0 11508:1999和美国标准ASTM D4716—01垂直向渗透性能的测定包括两种方法：一种是恒水头法；另一种是降水头法。恒水头法是测土工织物在系列恒定水头下的垂直渗透特性；降水头法是测土工织物在连续下降水头下的垂直渗透特性。国内所有的标准均采用恒水头法。

本次修订考虑到与国内相关标准的衔接，试验方法只包括恒水头法，评定指标参照采用了《土工布及其相关产品 无荷载下垂直向渗透性的测定》（IS0 11508:1999)的恒水头法，新增了“流速指数”，同时保留了渗透系数和透水率。国内外标准采用的评定指标和方法见表T 1141-2。

表T 1141-2渗透性能评定指标

在测试过程中还应注意以下几点：

(1)试件放在渗透仪夹持器中，要注意旋紧夹持器压盖，以防止水从试样被压部分的内层渗漏；同时要保持夹持器的压盖与试样盒内壁密封，防止侧漏影响试验结果。

(2)试件必须进行浸泡处理，目的在于排尽试样内部的空气，必要时可在浸泡过程中进行人工挤压排气，以保证试验结果的准确。

(3）各种土工织物的渗透性能相差很大，统一规定只装一片饱和试样有的产品很难达到两侧50mm的水头差，可以考虑以满足试样两侧达到50mm的水头差为前提，确定采用单层还是多层试样进行试验。