改进的梯度比试验方法介绍

4.5.2.1　试验装置和方法

Fannin R J和Shi Y C等人（1998）对梯度比试验进行了改进，其装置如图4.15所示。从图4.15中看到，渗透容器中增加了测压点2号、4号和6号，而且6号测点距织物滤层仅8.0mm，其余3号、5号和7号位置与ASTM的装置相同，这样，修改后的梯度比GRmod的定义可表示为

图4.15　改进的梯度比试验

对应于ASTM法的梯度比，GRASTM=3，则有GRmod=7.4。

假定土的渗透系数为ks，土—织物系统的渗透系数为ksg，根据水流连续性的原理，可有：ksis=ksgisg，由此(www.xing528.com)

这就表明梯度比不仅是土—织物系统与土中的水力梯度之比，也是两者渗透系数的比值。如果土—织物复合系统的渗透性比土的渗透性好或者相等，则不存在淤堵；如果ksg仅为kg的1/3时，则淤堵已发展到不可允许的程度了。

根据试验，如果试样顶部没有淤阻，则土样中水头呈直线或折线分布，如图4.16所示。在该图中，可把试样分成三区：一区的坡降比小于1.0，即ksg＞ks；二区的坡降比大于1.0但GRASTM＜3或GRmod＜7.4；三区的坡降比GRASTM＞3，这是容易发生淤堵的区，在织物反滤层的设计中，是不允许的。

图4.16　试样中水头分布图

4.5.2.2　两种方法的差别

两种方法的原理是相同的，其差别主要是后者的试样增加了2号、4号、6号测压管，使沿程的水头变化更加清楚，同时6号测点很靠近织物的位置，使6号、7号之间的水头损失能更准确地反映土—织物系统的透水性。实际上，梯度比的概念就是土—织物复合系统的透水性与土本身的透水性的比值，如果前者透水性大于土的透水性，则淤堵就不会发生。根据GR的定义，这时，GR＜1；相反，若前者的透水性小于土的透水性，这就表明土—织物的系统有淤堵现象发生，但轻微的淤堵不至影响土—织物系统的反滤性能，且不会导致完全堵塞。只有当两者的比值达一定值（如GRASTM=3.0，GRmod=7.4）时，才会发生不能允许的淤堵。鉴此，笔者以为，改进的梯度比试验当更为合理和准确。