土工布厚度儀的核心工作原理是在規(guī)定的壓力和接觸面積下,測量土工布的垂直距離。具體來說,儀器通過一個平整的壓腳(具有標準面積)對土工布施加特定壓力,待壓力穩(wěn)定后,利用高精度位移傳感器(如千分表、電子傳感器等)讀取壓腳與基準平面之間的距離,該距離即為土工布在該壓力條件下的厚度值。
注:不同類型的土工布(如針刺非織造布、機織土工布等)對應(yīng)的測試壓力和接觸面積可能不同,需依據(jù)相關(guān)標準(如 GB/T 13761、ISO 9863 等)進行設(shè)定。
土工布厚度儀通常由以下關(guān)鍵部件構(gòu)成:
機架:提供穩(wěn)定的支撐結(jié)構(gòu),保證測試過程中儀器的剛性和穩(wěn)定性。
基準平臺:水平放置的平面,作為測量厚度的基準面,需具備較高的平整度(一般誤差≤0.01mm)。
壓腳:與土工布接觸的部件,其面積根據(jù)標準規(guī)定(常見有 25cm2、100cm2 等)設(shè)計,材質(zhì)多為不銹鋼,表面光滑以避免損傷試樣。
加壓裝置:通過砝碼、彈簧或氣動系統(tǒng)施加規(guī)定壓力(如 2kPa、20kPa、200kPa 等,不同壓力對應(yīng)不同測試場景),確保壓力精度符合標準要求(通常誤差≤±1%)。
測量系統(tǒng):包括位移傳感器和顯示單元,傳統(tǒng)儀器采用機械千分表(精度 0.01mm),現(xiàn)代電子儀器則使用數(shù)顯傳感器(精度可達 0.001mm),直接顯示厚度數(shù)值,部分還可連接電腦實現(xiàn)數(shù)據(jù)記錄和分析。
試樣夾持裝置:部分儀器配備,用于固定柔性試樣,避免測試過程中移位影響結(jié)果。
測試流程(以標準方法為例)
試樣準備:從土工布樣品上隨機截取至少 5 塊試樣(通常直徑≥壓腳直徑),避免邊緣和褶皺部位,試樣需在標準環(huán)境(溫度 20±2℃,濕度 65±5%)中平衡至少 24 小時。
儀器校準:檢查壓腳平整度、壓力值和測量系統(tǒng)零點,確保儀器處于正常工作狀態(tài)。
放置試樣:將試樣平放在基準平臺中央,避免拉伸或折疊。
施加壓力:放下壓腳,使壓腳平穩(wěn)接觸試樣,保持規(guī)定時間(通常 30s,部分標準為 10s)。
讀取數(shù)據(jù):待壓力穩(wěn)定后,記錄厚度數(shù)值,每塊試樣至少測量 3 次,取平均值作為該試樣的厚度。
結(jié)果計算:計算所有試樣的平均厚度、標準差等,作為終測試結(jié)果。