GBT17635.1-98土工布及其有关产品摩擦特性的测定直接剪切试验.pdf 7页

'GB/"r176351-1998前言土工布及土工布有关产品是指用于岩土工程和土木工程的、可渗透的聚合物材料，包括机织土工布、针织土工布、非织造土工布、土工格栅、土工网和土工复合物等产品。土工布在工程中主要具有防护、隔离、过滤、加强和排水等功能。由于土工布具有强度高，柔性大，耐腐蚀性好，造价低，运输和施工方便，适应性强，质量易于保证等经济和技术上的优势，在护坡、堤坝、航道整治、挡土墙、软基处理、公路和铁路路基、机场跑道、各种蓄水池等诸多工程中得到了广泛的应用，涉及包括水利、电力、交通、建筑等多个领域。土工布作为新型建筑材料。埋在土内和周围土体构成复合体系，将会沿其界面发生相互摩擦，因此土工布与砂土之间的摩擦特性是工程应用中的一个重要指标。本标准使用直剪仪和标准砂土对土工布进行直接剪切试验，模拟这种作用过程，用以评价土工布的摩擦特性。本标准正文等效采用了国际标准草案ISO/DIS12957-1:1997《土工布及其有关产品摩擦特性的测定第一部分:直接剪切试验》的技术内容。附录A参考了英国土工布综合性试验方法BS6906:1991第8部分《土工布摩擦特性试验方法》附录A的内容。附录A为提示的附录。本标准由国家纺织工业局提出。本标准由全国纺织品标准化技术委员会产业用纺织品分会归口。本标准由中国纺织总会标准化研究所负责起草，由水电部北京勘测设计院协作起草。本标准主要起草人:童金柱、李思远、吴桂琴、陈郁立。 中华人民共和国国家标准土工布及其有关产品摩擦特性的测定第1部分:直接剪切试验GB/T17635.1-1998Geotextilesandgeotextile-relatedproducts-Determinationoffrictioncharacteristics-Part1:Directsheartest，范围本标准规定了使用直剪仪测定土工布及其有关产品与标准砂土摩擦特性的方法。本标准适用于所有土工布及其有关产品。当使用刚性基座试验土工格栅时，这样与基座间的摩擦结果不一定真实，应对土工布与试样基座之间的摩擦进行校正。2引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准均会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB6529-1986纺织品的调湿和试验用标准大气GB/T13760-1992土工布取样和试样准备GB14798-1993土工布鉴别标志3定义本标准采用下列定义。3.1相对位移(s)relativedisplacement剪切试验中试样与砂土之间的位移，mm,3.2法向力(P)normalforce对试样施加的恒定垂直力，kN,3.3剪切力(T)shearforce恒速位移条件下剪切试验中测得的水平力，kN,3.4法向应力(。)normalstress单位面积的法向力(P),kPa,3.5剪应力(r)shearstress砂土/土工布摩擦试验中单位面积的剪切力(T),kPa,3.6最大剪应力(r.-)maximumshearstress位移量在剪切面长度的。-10%范围内，沿砂土/土工布界面产生的最大剪切力，kPao3.7摩擦角(0.,)angleoffriction土工布和土之间的摩擦角，为最大剪应力对法向应力关系图中各点的“最佳拟合直线”的斜率，单位一一，，，，，~，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，国家质f技术监督局1998一12一24批准1999一03一01实施 GB/T17635.1-1998度。3.8表观粘聚力(C..)apparentcohesion土工布与土之间的抱合力，为最佳拟合直线上法向应力等于。时的剪应力。3.9砂土最大剪应力(:.，、:)maximumshearstressinsand砂土(在一定法向压力下)的最大剪应力。3.10砂土/基座最大剪应力(r==,m,})maximumshearstresssand/support砂土/试样基座剪切试验中的最大剪应力，kPao3.11摩擦比几(。，frictionratio在相同的法向应力下，砂土/土工布间最大剪应力、1与砂土最大剪应力r..二之比。4原理使用直剪仪对砂土/土工布接触面进行直接剪切试验，测定砂土/土工布界面的摩擦特性。5试样5.1按GB/T13760规定的方法取样。5.2试样数量和尺寸每种样品，每个被试方向取4块试样。试样的大小应适合于试验仪器的尺寸，宽度略大于剪切面宽度。如果样品两面不同，两面都应试验，每面试验4块试样。6调湿和试验用大气按GB6529规定调湿试样。试验应在与调湿相同的大气中进行。、注1:如果试脸结果表明相对湿度对结果无影响，对相对湿度可不作要求。仪器及材料直剪仪有接触面积不变和接触面积递减(标准土样直剪仪)两种直剪仪，见图1和图2,1一刚性滑板;2一土工布试样，3一水平反作用;4-法向力加载系统，5一法向力6一标准砂土;7一刚性剪切盒，8一最大。smm陌距;卜水平力图1接触面积不变直剪仪示意图 Gs/T17635.1-1998I一标准剪切盒;z一水平力;3土工布试样;4一法向力;5一标准砂土;6一水平反作用;7-一试样刚性基座图2剪切面积递减直剪仪示意图7.1.1剪切盒7.1.1.1接触面积不变的剪切盒剪切盒分为相互分离的上下两部分，具有足够的刚性，能保证施加负荷时不发生变形。上剪切盒的内部尺寸应不小于300mmX300mm，盒厚至少应为盒长的50%，以保证能容纳砂土层和加压系统。试验土工格栅时，剪切盒的最小尺寸还应增加。仪器的下边部分应足够长，能确保在最小柑对剪切位移量为上盒内长的16.5%时试样和砂土之间完全接触。7.1.1.2接触面积递减的剪切盒(标准土样剪切盒)上下剪切盒大小相等、尺寸至少为300mmX300mm,7.1.2刚性滑板剪切盒应卡装在刚性滑板上，刚性滑板由低摩擦滚排或轴承支撑在机座上，滑板可在剪切方向上自由滑动。7.1.3水平力加载仪水平力加载仪应能对以(1士。-2)mm/min恒速位移的剪切盒施加水平剪切力。7.1.4施加法向力的装置能均匀地对剪切面施加法向力，并保持法向力在恒速位移中始终保持法向，精度2%.7.1.5测定剪切力和相对位移的装置剪切力测量装置的测量精度为0.5%。相对位移测量装焉帅测量精度为“·““mm,注2:仪器的设计应考虑砂土膨胀，确保剪切盒上下部分之间的间隙等子试样厚度加。.5mm,注3:填土及压密时上剪切盒与试样之间应装配密封条，以避免土粒堵塞上剪切盒和土工布或土工格栅之间的间72隙。试样基座73用于放置试样，可为土质基座、硬木质基座、表面粒度为P80的氧化铝标准基座或其他刚性基座。标准砂土与试样接触的砂土应为标准细颗粒砂土。其粒径级配见表1, Gs/T176351-1998表1标准砂土规格筛网孔径.mm筛余量，%2.0001.607士51.0033士50.5067士50.1687士50.0899士5如果观察到细砂在试验中有丢失，砂土级配必须重新校正。可以对砂土加水以避免砂粒分离，但是含水率不得超过2%，应使用标准土样直剪仪测量砂土在不同法向压力下的最大剪应力及内摩擦角。8试验步骇8.，将试样平铺在位于剪切盒下边部分内的刚性水平基座上，前端夹持在剪切区的前面。试样与基座之间用胶粘合(如使用P80氧化铝标准摩擦基座可不粘合)。粘合后试样应平整、没有折叠和褶皱。试验中试样和基座之间不允许产生相对滑移。注4:对于大孔径(大于15mm),高孔隙率(孔隙面积大于试样总面积的50写)的土工格栅，也可选用砂土基座(将下剪切盒用标准砂土填充至规定密度)当选用刚性板做为高孔隙率土工格栅(或土工布)的基座时，必须进行砂土和基座之间的摩擦试验，求出与每个法向应力相对应的最大剪应力(rw,,.二)。8.2安装上剪切盒用预先称准质量的标准砂土填充上剪切盒，装填厚度50mm。砂土厚度应均匀，压密后的干密度为1.75Mg/m",8.3安装水平力加载仪和位移测量仪(传感器或刻度表)。对试样施加50kPa的法向压力。8.4连续或间隔测量剪切力，同时记录对应的相对位移。，间隔时间为12“，开始时也可视情况加密。对于300mm长度的剪切面，相对位移达到50mm时结束试验。其他情况下，达到剪切面长度的16.5%时结束试验。8.5拆除设备，仔细地去除标准砂土，检查试样，记录是否发生伸长，褶皱或损坏.8.6重复8.1至8.5，在100,150和200kPa法向应力下各试验一块试样，共试验三块试样。8.7如需要，试验样品的另一方向或另一面。注5:应测定所用直剪仪的固有内阻，当固有内阻与剪切力相比不可忽略时，在进行数据处理时，应先从剪切力测量值中减去固有内阻对测量结果进行修正，再用修正后的结果进行计算。固有内阻测定方法:组装直剪仪，不放标准砂土，不加法向力，侧定剪切盒以(1.0士0.02)mm/min速率移动50mm中的最大剪切力，即为直剪仪固有内阻。9计算9.1使用式(1)计算每块试样的法向应力口=尸/A·.··⋯⋯“.··⋯⋯，.····⋯⋯(1)式中。—法向应力，kPaiP—法向力，kN,A—接触面积,MI,9.2使用式(2)计算每块试样的剪应力 GB/T17635.1-1998r=T/A······················，.一(2)式中::—剪应力，kPa;T剪切力，kN;A—试样接触面积，mZ。如果使用接触面积递减的仪器，则为变值，每次计算均应使用与最大剪切力出现时相对应的实际接触面积值。9.3将剪应力对相对位移作图，求取每块试样的最大剪应力。当剪应力与位移关系曲线出现峰值时，该峰值即为最大剪应力，当关系曲线不出现峰值时，取位移量为剪切面长度的to%时的剪应力作为最大剪应力。9.4对于所有试样(4个)，将最大剪应力对法向应力作图，通过各点作出最佳拟合直线，直线与法向压力轴之间的夹角即为土工布和砂土的摩擦角人。，在最大剪应力轴上的截距为土工布和砂土的表观粘聚力C,e.9.5使用式(3)计算每块试样的摩擦比几c.7fec.)一rr.m.m.x..