（一）单位面积质量
1.方法及适用范围
单位面积质量是指土工合成材料单位面积具有的质量，通常以g/m2表示。单位面积质量测定一般均采用称量法，即将土工合成材料裁剪成规定数量和规定尺寸的试样，在天平上称量，取其平均值并换算为单位面积质量。
本方法适用于土工织物、土工膜、复合土工材料等片状结构的土工合成材料，土工格栅及其他网孔类材料可参照执行。土工合成材料单位面积质量受原材料密度的影响，同时也受含水率等的影响。
2.试验步骤
裁剪试样面积为100cm2，试样数量不少于10块。完成调温调湿后，将试样逐一放置于感量为0.01g的天平上进行称量，记录单块试样质量，所有试样测试完毕后计算该样品单位面积质量平均值、标准差及变异系数。
对于土工格栅、土工网等孔径较大的土工合成材料，规定的试样面积不能代表材料的全部结构，可以放大试样尺寸，并以试样的实际面积换算单位面积质量。
式中 G——单位面积质量，g/m2
m——试样质量，g
A——试样面积，m2
3.试验说明
单位面积质量是土工合成材料基本物理性能指标，直观地反映了产品单位面积内原材料的用量，以及生产的均匀性和质量的稳定性。它关系到材料的厚度和强度等各方面性能，也是优选材料时的基本规格之一。目前对于土工合成材料单位面积质量的测定，国内外各项标准基本一致，均采用称量法。
常规的土工织物单位面积质量一般在50～1200g/m2的范围内。
4.相关标准
①《GB/T 13762—2009土工合成材料土工布及土工布有关产品单位面积质量的测定方法》；
②《SL 235—2012土工合成材料测试规程》；
③《JTG E50—2006公路工程土工合成材料试验规程》；
④ASTM D5261—10（2018）Standard Test Method for Measuring Mass per Unit Area of Geotex-tiles；
⑤ISO 9864：2005 Geosynthetics—Test method for the determination of mass per unit area of geotextiles and geotextile-related products。
（二）土工织物厚度
1.方法及适用范围
厚度是指在一定压力下土工合成材料的厚度，通常以mm表示。部分材料，特别如无纺织物和某些复合材料在承受压力时，厚度变化很大，因此规定在标准的厚度试验中，需要明确其试验压力，一般对于土工织物，规定的压力为2kPa。根据工程需要，也可以测试如20kPa、200kPa等其他压力下的厚度。
本方法适用于土工织物、柔软片状土工复合材料的厚度测试。
2.试验步骤
土工织物厚度测试一般通过织物测厚仪来完成。测定2kPa压力下试样厚度需裁剪尺寸大于基准板的土工织物试样至少10块，完成调温调湿后，将压块及其上的荷载调整为5N（压块底面积25cm2），调整厚度计量表至零点，将试样自然放置于压块与基准板之间，轻轻放下压块后计时，计时30s时记录厚度计量表读数，所有试样测试完毕后计算该样品产品厚度平均值、标准差及变异系数。
图11-2-1 织物测厚仪
其他压力下厚度可按相同步骤实施。
3.试验说明
常用的土工织物厚度一般为0.1～5mm，最厚的可能超过10mm。土工合成材料产品的厚度变化对其力学性能和水力学性能都有很大影响，目前国内外测定土工织物及其有关产品厚度的方法均采用机械量测法，各标准的参数要求基本一致，试验过程中可以通过调整压脚上方砝码的质量来得到不同的作用压强。
4.相关标准
①《GB/T 13761.1—2009土工合成材料规定压力下厚度的测定 第1部分：单层产品厚度的测定方法》；
②《SL 235—2012土工合成材料测试规程》；
③《JTG E50—2006公路工程土工合成材料试验规程》；
④ASTM D5199—12 Standard Test Method for Measuring the Nominal Thickness of Geosyn-thetics；
⑤ISO 9863—1：2016 Geosynthetics—Determination of thickness at specified pressures—Part 1：Single layers。
（三）土工膜厚度
1.方法及适用范围
土工膜的厚度是采用机械测量法测定的，与土工织物所用设备也不同。机械测量法适用于没有压花和波纹的土工薄膜、土工膜片等密度比较高的土工合成材料。
2.试验步骤
沿样品横向整个宽度截取土工膜试样，试样条宽100mm，试样长度300～1500mm，无折痕和其他缺陷。将试样自然平放，用厚度测量仪测量试样厚度，按等分试样长度的方法确定测量厚度的位置点。根据试样长度，测量10～30点不等。计算各测点厚度的算术平均值，精确至0.001mm。需要时，计算平均厚度的标准偏差和变异系数。
3.试验说明
土工膜是一种透水率极低的土工合成材料，厚度一般为0.25～4mm，在防渗工程中应用广泛。因为聚合物材质渗透性很小，膜厚度对渗透性的影响并不显著，但在工程实际中，膜的强度直接与其厚度有关，土工膜对集中应力非常敏感，膜的抗冲击力随膜厚度增大而提升，膜过薄，施工中以热焊法焊接时，土工膜极易受损。因此，厚度对于土工膜是一项较为重要的指标。
4.相关标准
①《GB/T 13761.1—2009土工合成材料规定压力下厚度的测定 第1部分：单层产品厚度的测定方法》；
②《GB/T 6672—2001塑料薄膜和薄片厚度测定 机械测量法》；
③《SL 235—2012土工合成材料测试规程》；
④《JTG E50—2006公路工程土工合成材料试验规程》；
⑤ASTM D5199—12 Standard Test Method for Measuring the Nominal Thickness of Geosyn-thetics；
⑥ISO 9863—1：2016 Geosynthetics—Determination of thickness at specified pressures—Part 1：Single layers。
（四）密度
1.方法及适用范围
密度是指土工合成材料的质量m与其在温度t时的体积之比，密度测试可以作为生产中原材料选用判别的重要依据。常用的密度测试方法分为浸渍法与密度梯度柱法两种。浸渍法是利用阿基米德浮力原理，通过测量浸入液体中的试样表观质量计算其密度；密度梯度柱法是利用悬浮原理来测定试样密度的一种方法，将两种密度不同而又能相互混合的液体，进行适当的混合，由于扩散作用使混合后的液体从上部到下部的密度逐渐变大，且连续分布形成梯度故称密度梯度柱，将试样浸入该液体中平衡后测定其材料密度。
密度测试适用于无气孔的土工合成材料，目前在土工膜产品测试中应用较多。
2.试验步骤
（1）浸渍法
浸渍法测试材料密度需要使用电子密度仪或精度达到0.1mg的分析天平，试样质量至少为1g，在空气中称量用悬挂丝（直径不大于0.5mm的金属丝）悬挂的试样质量，而后将试样浸入浸渍液中，浸渍液可采用蒸馏水或去离子水，测读试样悬挂在浸渍液中的质量。根据下式进行计算，每组试验至少进行三个试样测定，取其平均值作为试验结果。
式中 ρS——23℃试样的密度，g/cm3
mS，A——试样在空气中的质量，g
mS，IL——试样在浸渍液中的质量，g
ρIL——23℃浸渍液的密度，g/cm3
（2）密度梯度柱法
该方法涉及的设备有：密度梯度柱、恒温水浴装置以及经过校准的玻璃浮子。密度梯度柱是由两种不同密度的液体组成的，密度由顶部到底部在一定范围内均匀提高的液体柱。对于密度梯度柱的配制是本方法测试材料密度的关键点，如图11-2-2所示，在容器2中加入轻液，利用磁力搅拌液体，在容器1中加入重液，打开容器2的阀门，用轻液充满毛细填充管，向密度梯度柱底部开始缓慢注入液体，直至达到梯度柱顶端。也可以如图11-2-3所示，利用虹吸原理进行配制。
图11-2-2 方法1所述密度梯度柱的配制装置
1—容器1（里面装重液）2—容器2（里面装轻液）3—磁力搅拌 4—密度梯度柱 5—毛细填充管(www.xing528.com)
图11-2-3 方法2所述密度梯度柱的配制装置
1—容器2（里面装轻液）2—容器1（里面装重液）3—虹吸管 4—搅拌 5—密度梯度柱
测试中用轻液将3个试样进行润湿，而后一次轻轻放入密度梯度柱中，经过一定时间试样位置达到平衡后，根据浮子密度—浮子高度曲线或相邻浮子间内插计算的方法求得试样密度。
3.试验说明
在采用浸渍法、密度梯度柱法进行材料密度测试时，均应特别注意温度及试样周边气泡的影响，可用细金属丝小心去除试样表面气泡。密度梯度柱法的测试步骤比较简单，但梯度柱的配置过程速度控制应适当，速度过快可能破坏其梯度分布，速度过慢降低工作效率。同时当梯度柱中试样逐渐增多后，可用网以极低的速度进行打捞。
4.相关标准
①《GB/T 1033.1—2008塑料非泡沫塑料密度的测定 第1部分 浸渍法、液体比重瓶法和滴定法》；
②《GB/T 1033.2—2010塑料非泡沫塑料密度的测定 第2部分 密度梯度柱法》；
③ASTM D792—13 Standard Test Methods for Density and Specific Gravity（Relative Density）of Plastics by Displacement；
④ASTM D1505—18 Standard Test Method for Density of Plastics by the Density-Gradient Technique；
⑤ISO 1183—1：2012 Plastics—Methods for determining the density of non-cellular plastics—Part 1：Immersion method，liquid pyknometer method and titration method；
⑥ISO 1183—2：2004 Plastics—Methods for determining the density of non-cellular plastics—Part 2：Density gradient column method。
（五）尺寸稳定性
1.测试方法及适用范围
尺寸稳定性是指以规定尺寸的试样在规定的温度、以规定的方式放置在规定的支撑上，经过规定的时间，然后将试样冷却至室温，测量试样实验前后在纵向和横向尺寸变化的百分率。本方法适用于土工膜材料。
2.试验设备及用具
①烘箱，能使试样组放在烘箱内架上时相互间和距烘箱壁至少5cm。
②金属容器，包括厚度2cm的高岭土床。
③测温装置：测头可以浸埋在高龄土床内。
④量具、秒表等。
3.试验步骤
①试样准备：制备3块试样，从材料的中部和两边各取一块120mm×120mm试样。试样纵向、横向的初始长度如图11-2-4进行测量。
图11-2-4 试样尺寸和标记长度
L 0，T0—纵横向初始标记间长度
②将包括高岭土床的金属容器放入烘箱，控制温度使高岭土床达到规定温度，一般为100℃。
③将试样平展放在高岭土床上，上面用薄薄一层高岭土盖上，在试验过程中保持规定的温度，一般恒温时长为15min。
④加热结束后取出试样，在试样状态调节环境下保持30min，再次测量标记间长度。
⑤计算，按照式（11-6）计算纵、横向标记间长度的变化值与初始长度的百分比，分别计算纵、横向结果的平均值。
式中 L0，T0——纵、横向初始标记间长度，mm
L，T——纵、横向加热后标记间长度，mm
4.试验说明
尺寸稳定性是衡量产品加工工艺是否合理、评价土工膜产品上的残余应力的重要依据之一，不同材质的原材料尺寸稳定性不同，因此也可以作为材料简单鉴别的一项依据。试验主要测量在100℃、加温15min条件下样品尺寸的变化。研究发现以现有的生产技术水平土工膜产品的残余应力往往很小，其变化总是不超过1%，较小的生产残余应力不会对土工膜产品的工程应用造成影响。
5.相关标准
①《GB/T 12027—2004塑料薄膜和薄片加热尺寸变化率试验方法》；
②ASTM D1204—14 Standard Test Method for Linear Dimensional Changes of Nonrigid Ther-moplastic Sheeting or Film at Elevated Temperature。
（六）熔体流动速率
1.测试方法及适用范围
熔体流动速率是指热塑性塑料在一定的温度和压力下，熔体每10min通过规定的标准口膜的质量或体积，即可分为熔体质量流动速率（MFR）与熔体体积流动速率（MVR）两种测试形式，单位分别为g/10min、cm3/10min。土工合成材料测试中一般以熔体质量流动速率（MFR）进行测试。本方法适用于土工膜、土工格栅、土工格室等材料。
2.试验设备及用具
①熔体流动速率仪，一般由料筒、钢制活塞、温控系统、标准口模（长8mm、内径2.095mm）、垂直度调整装置、可卸负荷等组成。
②天平：感量为0.5mg。
③切断工具：用于切割挤出的试样，如刮刀。
3.试验步骤
①试样准备：只要能够装入料筒内膛，试样可为粉料、粒料或薄膜碎片。
②明确试验的温度及负荷条件，对于土工膜常规采用温度190℃、负荷2.16kg的条件，按照选好的试验条件恒温，一般不少于15min。
图11-2-5 测定熔体流动速率的典型装置
1—可卸负荷 2，4—绝热体 3—上参照标线 5—下参照标线 6—钢筒 7—口模 8—绝热板 9—口模挡板 10—控制温度计
③按照预计的熔体流动速率称量试样并装样。
④压入活塞（根据实际情况选择加负荷与否），预热4min后，按照规定的试验条件施加负荷。当活塞杆下标线达到料筒顶面时，计时并切割样条，根据熔体流动速率选择切割样条的时间间隔。可参考表11-2-1进行设置。
表11-2-1 试样质量及切断时间间隔
⑤当活塞杆上标线达到料筒顶面时停止切割，称量切段（至少3个）质量，并计算其平均质量。
⑥计算，按照式（11-7）计算试样熔体质量流动速率：
式中 MFR（θ，mnom）——熔体质量流动速率，g/10min
θ——试验温度，℃
mnom——标称负荷，kg
m——切段的平均质量，g
tref——参比时间（10min），s（600s）
t——切段的时间间隔，s
4.试验说明
熔体流动速率试验是考察材料加工性能的重要参数，产品加工前后的熔体流动速率变化情况从一定程度上体现加工工艺的合理性。试验中应注意：装样时应将试样压实；负荷应一次性加载到位，不应分次加荷；切段完成后应检查所切试样是否含有气泡，含有气泡的切段应丢弃；GB/T 3682—2000中规定如切段称量数值中的最大值与最小值之差超过平均值的15%，则舍弃该组数据，重新试验。
5.相关标准
①《GB/T 3682—2000热塑性塑料熔体质量流动速率和熔体体积流动速率的测定》；
②ASTM D1238—13 Standard Test Method for Melt Flow Rates of Thermoplastics by Extrusion Plastometer。
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
