拉應(yīng)變對(duì)土工織物孔徑特征及反濾性能影響的研究.pdf

1、土工織物作為反濾材料廣泛應(yīng)用于水利、土木、港航等領(lǐng)域。土工織物要實(shí)現(xiàn)反濾功能，需滿足保土、透水、防淤堵三個(gè)反濾準(zhǔn)則。孔徑是土工織物反濾準(zhǔn)則的重要參數(shù)。由于土工織物纖維多、孔徑小、工作狀態(tài)應(yīng)變大，其孔徑受拉應(yīng)變影響很大。而土工織物的孔徑指標(biāo)和測(cè)試均在未受拉狀態(tài)下進(jìn)行，導(dǎo)致實(shí)際應(yīng)用中原本滿足孔徑指標(biāo)的織物反濾失效。本文通過(guò)理論分析與試驗(yàn)測(cè)試，研究拉應(yīng)變T(Tensile)、土工織物孔徑特征O(Opening)、及反濾性能F(Filtrati

2、on)三者的關(guān)系。主要研究?jī)?nèi)容包括：
　?、沤?雙向拉應(yīng)變與土工織物孔徑特征關(guān)系的(T-O)理論模型。針對(duì)有紡織物平面二維結(jié)構(gòu)，建立單/雙向拉應(yīng)變下有紡織物單孔模型，根據(jù)有紡織物基本物理力學(xué)參數(shù)和拉應(yīng)變值，分別推導(dǎo)特征孔徑(O)及開(kāi)孔面積率(POA，Percent open area)隨單/雙向應(yīng)變變化的理論解;針對(duì)無(wú)紡織物三維空間結(jié)構(gòu)，基于單向應(yīng)變下已有兩種體系的孔徑參數(shù)理論解，即佘巍(2011)等效孔徑(O95)理論解和R

3、awal(2011)孔徑分布曲線(PSD，Pore size distributions)理論解，分別推導(dǎo)不等軸雙向應(yīng)變下無(wú)紡織物等效孔徑Obi95理論解、及孔徑分布曲線PSDbi理論解。
　?、茰y(cè)試單/雙向拉應(yīng)變與土工織物孔徑特征的(T-O)試驗(yàn)關(guān)系。通過(guò)數(shù)字圖像法測(cè)試單絲條膜有紡織物孔徑，在維持拉應(yīng)變的同時(shí)采集圖像，定量測(cè)試單/雙向應(yīng)變下，有紡織物孔徑參數(shù)隨拉應(yīng)變的變化規(guī)律;通過(guò)于篩試驗(yàn)測(cè)試單/雙向應(yīng)變下，短纖針刺無(wú)紡織物孔徑

4、參數(shù)隨拉應(yīng)變的變化規(guī)律;用拉應(yīng)變下的土工織物孔徑參數(shù)理論解預(yù)測(cè)試驗(yàn)結(jié)果，理論值與試驗(yàn)值吻合較好，并得出土工織物孔徑參數(shù)與拉應(yīng)變的近似線性關(guān)系。
　?、菧y(cè)試單向拉應(yīng)變與土工織物反濾性能(T-F)的關(guān)系。運(yùn)用梯度比滲透儀進(jìn)行淤堵試驗(yàn)，對(duì)應(yīng)反濾設(shè)計(jì)中透水、保土和防淤堵三個(gè)準(zhǔn)則，分別測(cè)試單向拉應(yīng)變對(duì)透過(guò)土工織物的水流速率、漏土量、梯度比的影響。拉應(yīng)變下的反濾性能試驗(yàn)結(jié)果，佐證了孔徑隨拉應(yīng)變的變化規(guī)律，由此建立了土工織物孔徑特征與反濾性能(