保水型土工袋保水性能影响因素试验研究

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1、保水型土工袋保水性能影响因素试验研究张　鹏1　于士彦2　温其正2　李欣欣3　何　露4(1.河海大学大禹学院，江苏南京210098；2.河海大学土木与交通学院，江苏南京210098；3.河海大学环境学院，江苏南京210098；4.河海大学水利水电学院，江苏南京210098)【摘　要】介绍了保水型土工袋的基本构造、基本原理及应用前景。通过三种单因素现场试验以及SPSS正交试验设计法研究了影响保水型土工袋在土壤中保水性能的三个因素：材料透水性差值、填埋深度及内部填充物。结果表明，三者对保水型土工袋的保水性能影响均达到高度显著水平（Sig&

2、lt;0.05），且三者的交互作用不显著。另外对保水型土工袋保水效果的影响程度：材料透水性差值>内部填充物类型>填埋深度。当保水型土工袋以底侧土工膜布类型为LDPE膜，内部填充物类型为陶粒，填埋深度为25cm的方案填埋在植被下侧时保水效果最为显著，一个月后土壤含水率增加16.5%，后续时间也稳定在10%左右。.jyqk×55cm，土工袋成型后尺寸为60cm×40cm×15cm，编织袋质量100g/m2。2.2　试验方法先进行三种单因素的试验方案，如图4所示。通过单因素试验确定使保水型土工袋保水效果显著的因素及其水平。再利

3、用SPSS对试验条件进行优化，根据相应的试验表格进行试验，分析各因素对土壤有效含水量增加量的影响程度，得到在一定水平范围内保水效果显著的组合。2.2.1　土工袋铺填方式土工袋铺设采用人工铺填方式：在错缝铺设的前提下，土工袋之间应保留5～10cm的空隙，保证土工袋在压实过程中有足够的延伸空间；用开挖土进行填缝，并利用小型平板振动碾碾压2遍，尽可能使3种方案中袋内填充物达到相同的压实性[5]。2.2.2　土工袋材料透水性对土壤保水性能的影响将保水型土工袋侧面及底面土工膜布分别设置为普通土工布、LDPE膜(低密度聚乙烯膜)、EVA膜（乙烯

4、-醋酸乙烯共聚膜）、HDPE膜（高密度聚乙烯膜）4种处理，4种材料防渗性由低到高，具体相关性能见表2。每组保水型土工袋内分别装入25kg的粘土，并碾压均匀。将4组保水型土工袋填埋至50cm深地下，浇足量水，每隔一周取上层土壤土样测定含水率，并记录数据的变化。每组设置3个试样。2.2.3　土工袋填埋深度对土壤保水性能的影响将保水型土工袋的填埋深度设置为25cm、50cm、75cm共3组处理，每组3个试样（土工袋材料参照2.2.2种保水效果显著的材料）。每组保水型土工袋内分别装入25kg的粘土，并碾压均匀。将4组保水型土工袋填埋至地下，

5、浇足量水，每隔一月取上层土壤土样测定含水率，并记录数据的变化。每组设置3个试样。2.2.4　土工袋内部填充物对土壤保水性能的影响查阅相关资料[3]将保水型土工袋的内部填充物设置为粘土、陶粒、砂土、砼碎块共4组处理，填充物的相关性质见表3，每组3个试样（土工袋材料参照2.2.2保水效果显著的材料，填埋深度参照2.2.3中保水效果显著的填埋深度）。每组保水型土工袋内分别装入25kg的填充物，并碾压均匀。将4组保水型土工袋填埋至地下，浇足量水，每隔一月取上层土壤土样测定含水率，并记录数据的变化。每组设置3个试样。2.2.5　土壤保水效果的

6、计算方法用烘干法测定出土壤含水率，参照《土工测试技术》中的试验方法测出各组土壤含水率，再用各试验组土壤含水率与自然条件下土壤含水率之差来衡量土工袋对于土壤的保水效果[4]。具体方法为，每隔一个月取上述3个试验中土工袋上方距地表20cm深度处土样及自然条件下距地表20cm深度处土样各50g，用烘干法在温度105℃下烘10小时后称量试样质量变化，测定土壤含水率，并记录各组数据。3　试验结果与分析3.1　保水型土工袋在土壤中保水性能的影响因素3.1.1　土工袋材料透水性的影响方案一所得试验结果见图5。随着侧面及底面土工膜布透水性的增强，土

7、壤的含水率越高。当侧面及底面为LDPE膜时，土工袋在土壤中的保水性能最优，土壤的含水率较对比提高了8.36%。采用EVA膜时保水效果稍弱，为3.09%。而采用普通土工布和HDPE膜作为侧面及底面材料，反而会引起严重的反效果，土壤含水率分别下降7.75%和10.4%。其原因是采用LDPE膜的土工袋能够有效的蓄积雨水，提升土壤湿度；同时由于LDPE膜具有一定的透水性能，保证了保水型土工袋下侧土壤中的水分在毛细作用下上升不受到阻碍，使土壤中水分得到及时补充。3.1.2　土工袋填埋深度的影响方案二所得试验结果见图6。保水型土工袋材料选择一致

8、，填埋深度不同，则土壤的含水率变化显著，其填埋深度越浅，土壤的含水率越高。填埋深度为25cm时，土壤含水率增加8.9%；而填埋为50cm和75cm时，土壤含水率分别增加4.0%和2.9%，保水效果降低明显。其原因是土工袋将水分蓄积在袋