當土工布發(fā)揮排水和反濾作用時(shí),或者使用土工復合排水材料排水時(shí),滲流首先需要透過(guò)土工布,這時(shí)水流方向一般垂直于土工布平面。因此,需要土工布具有一定透水能力。
土工布的透水能力可用滲透系數Kn表示,定義為單位水力梯度下垂直于土工布平面的水的流速。
含有土工布的厚度6,由于厚度在實(shí)際工程中隨環(huán)境條件,特別是隨著(zhù)壓力變化而變化,給實(shí)際工程設計與計算帶來(lái)不便。為避免材料厚度對試驗成果的影響,在土工合成材料的排水和反濾設計中,常用透水率表示其透水性。透水率可定義為垂直于土工布平面的水流在水位差等于1時(shí)的流速.
土工布的滲透系數和透水率指標可通過(guò)室內滲透試驗獲得。土工布室內滲透試驗的儀器裝置,由以下幾個(gè)部分組成:(I)滲透儀要求能安裝一層或數層土工布試樣,試樣的有效過(guò)水面積一般為20 - 100cm2。裝配時(shí),試樣與滲透儀內壁之間不能發(fā)生漏水現象。為防止滲流引起試樣變形和便于加壓,在試樣的上下游應配備透水板。
(2)加壓設備,通過(guò)加壓桿和加壓多孔板給試樣施加法向壓力,加壓范圍為o - 200kPa,或根據需要選擇。
(3)供水系統,可采用常水頭供水裝置,其他裝置包括測壓管和透水量量取裝置。進(jìn)行滲透試驗前,先將經(jīng)過(guò)充分飽和的試樣裝入滲透儀的夾持器內,然后向滲透儀緩慢注水,排除滲透儀內氣泡,調節水流,使測壓管兩測的水頭差保持基本恒定。水頭差的大小宜根據試樣的透水性決定。待水頭穩定至少30s后,測定某一時(shí)間段內透水量,記錄對應的測壓管水頭差Ah,按下式計算滲透流速u(mài)然后按式計算土工布的透水率。如果通過(guò)試驗測定了土工布試件的厚度6,則可按式或者A。=aA,求得土工布的滲透系數。
土工布透水性除了與織物本身特性有關(guān)外,還與織物所受壓力和試驗用水的水質(zhì)、水中含氣量、試驗溫度等因素相關(guān)。土工布的透水能力隨著(zhù)法向應力的增大而減小。水中含有氣泡時(shí)也會(huì )使測定的滲透系數和透水率偏低,故試驗用水應預先脫氣。水的動(dòng)力粘度隨著(zhù)溫度的升高而降低,不同水溫下測得滲透系數會(huì )不相同。在給出室內滲透實(shí)驗成果時(shí),需要注明土工布所受法向應力大小,并按常規,將試驗結果換算成20°C下的標準滲透系數和標準透水率。