DIN 60500-4-2007 Geotextiles and geotextile related products - Part 4 Determination of permeability normal to the plane under load at constant hydraulic water head《土工织物及其相关产品 第4部分 .pdf

1、Dezember 2007DEUTSCHE NORM Normenausschuss Textil und Textilmaschinen (Textilnorm) im DINNormenausschuss Bauwesen (NABau) im DINDIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.IC

2、S 59.080.70!$I6p“1381977www.din.deDDIN 60500-4Geotextilien und geotextilverwandte Produkte Teil 4: Bestimmung der Wasserdurchlssigkeit normal zur Ebene unterAuflast bei konstantem hydraulischen HhenunterschiedGeotextiles and geotextile related products Part 4: Determination of permeability normal to

3、 the plane under load at constant hydraulicwater headGotextiles et produits apparents Partie 4: Dtermination des caractristiques de permabilit leau normalement au plan,sous contrainte mcanique un niveau hydraulique constantwww.beuth.deGesamtumfang 1 Seiten0Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag

4、 GmbH, 10772 Berlin7Preisgruppe DIN 60500-4:2007-12 2 Inhalt Seite Vorwort 3 1 Anwendungsbereich .3 2 Normative Verweisungen3 3 Begriffe .3 4 Symbole und Abkrzungen 5 5 Kurzbeschreibung .5 6 Prfgert.5 7 Probenahme und Probenvorbereitung7 7.1 Probenahme .7 7.2 Probenvorbereitung.7 8 Prfbedingungen .7

5、 9 Durchfhrung.7 10 Auswertung 8 11 Prfbericht9 Literaturhinweise . 10 Bilder Bild 1 Beispiel fr ein Prfgert zur Bestimmung der Wasserdurchlssigkeit unter Auflast senkrecht zur Geotextilebene bei konstantem hydraulischen Hhenunterschied.6 Bild 2 Beispiel fr eine Lochplatte .6 DIN 60500-4:2007-12 3 V

6、orwort Dieses Dokument wurde vom Normenausschuss NA 106-01-11 AA Geotextilien und Geokunststoffe“ im Normenausschuss Textil und Textilmaschinen (Textilnorm) erstellt. 1 Anwendungsbereich Dieses Dokument gilt fr die Bestimmung der Wasserdurchlssigkeit von Geotextilien und geotextil-verwandten Produkt

7、en normal zu ihrer Ebene unter Auflast. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dok

8、uments (einschlielich aller nderungen). DIN EN ISO 9862, Geokunststoffe Probenahme und Vorbereitung der Messproben DIN EN ISO 9863-1, Geokunststoffe Bestimmung der Dicke unter festgelegten Drcken Teil 1: Einzel-lagen TrinkwV, Verordnung zur Novellierung der Trinkwasserverordnung (Artikel 1 Verordnun

9、g ber die Qualitt von Wasser fr den menschlichen Gebrauch (Trinkwasserverordnung TrinkwV 2001); Artikel 2 nderung anderer Rechtsvorschriften) 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.1 Messprobe Probekrper, der aus einer oder mehreren zu prfenden Lagen besteht, i

10、n der Form eines Kreises 3.2 Dicke der Messprobe dnDicke der aus n Lagen bestehenden Messprobe 3.3 Dicke der Einzellage d = dn/n Wert ermittelt aus Messprobendicke dnund Anzahl der Einzellagen n 3.4 Durchfluss normal zur Ebene Q Wassermenge, die je Zeiteinheit t aus einer Grundflche A (Feststoffe un

11、d Poren) eines Probekrpers austritt DIN 60500-4:2007-12 4 ANMERKUNG Q = Vw/t (1) Dabei ist Vwdas Wasservolumen, das in der Zeit t aus der Grundflche A austritt. 3.5 Durchflussrate qnvolumetrischer Durchfluss je Flcheneinheit normal zur Ebene des Produkts bei einem definierten hydraulischen Hhenunter

12、schied ANMERKUNG Die Durchflussrate wird angegeben in l/(m2s). 3.6 hydraulischer Hhenunterschied h Hhendifferenz der Wasserspiegellagen zwischen den beiden Piezometerrhrchen, die vor und hinter der Messprobe angeschlossen sind ANMERKUNG Siehe Bild 1. 3.7 hydraulisches Geflle i Verhltnis des hydrauli

13、schen Hhenunterschieds h ber der Messprobe zu ihrer durchstrmten Dicke dnANMERKUNG i = h/dn(2) 3.8 Wasserdurchlssigkeitsbeiwert normal zur Ebene knVerhltnis von Durchflussrate qnund hydraulischem Geflle i ANMERKUNG 1 Nach dem Fliegesetz von DARCY gilt fr laminare Durchstrmung: kn= qn/i = konstant (3

14、) ANMERKUNG 2 Der Wasserdurchlssigkeitsbeiwert normal zur Ebene wird angegeben in m/s. 3.9 Permittivitt Volumendurchsatz von Wasser je Einheit der Querschnittsflche je Einheit Druckverlust, unter laminaren Strmungsbedingungen normal zur Ebene eines Produkts ANMERKUNG 1 Die Permittivitt wird angegebe

15、n in s1. ANMERKUNG 2 Die Permittivitt ist der Verhltniswert zwischen dem Wasserdurchlssigkeitsbeiwert knund der Dicke der Einzellage d. = kn/d = konstant (4) DIN 60500-4:2007-12 5 4 Symbole und Abkrzungen Symbole Benennung empfohlene Einheit A Grundflche m2d Dicke der Einzellage mm dnDicke der Messp

16、robe mm n Anzahl der Einzellagen h hydraulischer Hhenunterschied mm i hydraulisches Geflle knWasserdurchlssigkeitsbeiwert normal zur Ebene m/s Q Durchfluss normal zur Ebene l/s qnDurchflussrate l/(m2s) t Zeit s VwWasservolumen l Permittivitt s15 Kurzbeschreibung Mit dem Prfverfahren wird die Wasserd

17、urchlssigkeit eines Geotextils normal zu seiner Ebene bei laminarer Durchstrmung an einer Messprobe bestimmt. Die Prfung wird nach dem Prinzip des konstanten hydraulischen Hhenunterschiedes durchgefhrt. Sie kann beanspruchungsabhngig (normalspannungs- oder dickenabhngig) durchgefhrt werden. Die Temp

18、eraturabhngigkeit der Viskositt des Wassers wird bercksichtigt. 6 Prfgert Das Prfgert (siehe Bild 1) ist eine zylindrische Durchlssigkeitsprfzelle mit einem Mindestinnen-durchmesser von 130 mm mit Anschlssen fr die Messung des infolge des Fliewiderstandes entstehenden Druckabfalls ber der Messprobe.

19、 Das Prfgert enthlt zwei perforierte formstabile Platten, die einen gleichmigen Durchfluss bei eingelegter Messprobe bewirken und zur Lastverteilung dienen. Der Anteil der ffnungen in einer Platte muss mindestens 40 % der Grundflche betragen. Die Einzelffnungen sind gleichmig in der Platte anzuordne

20、n. Sie mssen gleich gro sein. Ihr Durchmesser muss 5 mm bis 10 mm betragen (siehe Bild 2). Die ffnungen der oberen und unteren Platte sind deckungsgleich anzuordnen. Bei der normalspannungsabhngigen Prfung dient ein zentrisch angeordneter Druckstempel, der auf die obere perforierte Platte drckt, zur

21、 Einleitung einer konstanten Kraft. Eine Belastung von 200 kPa muss mglich sein. Bei der dickenabhngigen Prfung wird zunchst die Dicke des zu prfenden Geotextils nach DIN EN ISO 9863-1 fr die zu untersuchenden Normalspannungen bestimmt; diese Dicke wird in der Durch-lssigkeitsprfzelle mit einer (an

22、einem Widerlager befestigten) Spindel ber den zentrisch angeordneten Druckstempel eingestellt. Die Einstellung der Dicke der Messprobe mit einer Messunsicherheit 0,1 mm muss mglich sein. Mindestens das obere Niveaugef ist hhenverstellbar. Die Durchflussmessung erfolgt am unteren Niveau-gef. DIN 6050

23、0-4:2007-12 6 Legende 1 Temperaturmessung 2 oberes Niveaugef 3 Messprobe 4 perforierte Platte 5 Einleitung der Auflast 6 Verformungsmessung 7 Messgef zur Bestimmung des Wasservolumens 8 unteres Niveaugef 9 Piezometer 10 Durchlssigkeitsprfzelle Bild 1 Beispiel fr ein Prfgert zur Bestimmung der Wasser

24、durchlssigkeit unter Auflast senkrecht zur Geotextilebene bei konstantem hydraulischen Hhenunterschied Bild 2 Beispiel fr eine Lochplatte DIN 60500-4:2007-12 7 7 Probenahme und Probenvorbereitung 7.1 Probenahme Die Probenahme erfolgt nach DIN EN ISO 9862. Aus dem zu prfenden Muster werden Messproben

25、, deren Durchmesser gleich dem Innendurchmesser der Durchlssigkeitsprfzelle ist, mit einem Probenschneider oder einer Stanze entnommen. Bei Prfung an der einlagigen Messprobe sind mindestens 3 Messproben aus der Probe zu schneiden. Bei Prfung an mehrlagigen Messproben richtet sich die Anzahl der Mes

26、sproben nach der erforderlichen Hhe des Probekrpers (siehe Abschnitt 9). 7.2 Probenvorbereitung Die Messproben sind bei Raumtemperatur mindestens 1 h in Wasser zu lagern, so dass sie sich wasser-sttigen knnen, bei quellfhigen Faserstoffen (z. B. PA, PAC) mindestens 12 h. Sie sind anschlieend mindest

27、ens 15 min bei Unterdruck von 80 Pa im Exsikkator zu entlften. 8 Prfbedingungen Die Prfung ist bei Raumtemperatur von 18 C bis 22 C durchzufhren. Fr die Prfung ist entlftetes Wasser mit einer Temperatur von (20 5) C in Trinkwasserqualitt (siehe TrinkwV) zu verwenden. Sofern anwendungsbezogen nicht a

28、nders verlangt, werden als Regelauflast Spannungen von 2 kPa, 20 kPa und 200 kPa angewendet. 9 Durchfhrung Die gewsserte und entlftete Messprobe wird unter Wasser in die mit entlftetem Wasser gefllte Durchlssigkeitsprfzelle eingebaut. Beim Einbauvorgang an die Messproben anlagernde Luftblschen sind

29、zu entfernen. Eventuelle Umlufigkeiten sind auszuschlieen ANMERKUNG 1 Die Prfung an einer mehrlagigen Messprobe hat Vorteile hinsichtlich der erforderlichen gleich-migen Durchstrmung und bzgl. der Messgenauigkeit bei der Bestimmung des hydraulischen Hhenunterschiedes, vorwiegend bei dnnen Messproben

30、. Die Dicke der Messprobe dnunter einer Normalspannung von 2 kPa sollte etwa 2 cm bis 4 cm betragen. Bei Produkten mit regelmiger Oberflchenstruktur ist zu beachten, dass bei mehrlagigem Einbau keine nachteilige Beeinflussung der Durchlssigkeit der einzelnen Messproben erfolgt. Der Prfvorgang wird d

31、urch ffnen des Ventils an einem mit entlftetem Wasser gefllten Vorratsbehlter gestartet. Durch Vernderung der gegenseitigen Hhenlage der Niveaugefe und durch entsprechende Ventileinstel-lung ist ein hydraulischer Hhenunterschied h einzustellen, der eine laminare Durchstrmung garantiert. Angestrebt w

32、ird ein hydraulisches Geflle von i = 1. Bei i 2 ist der Nachweis der Laminaritt zu fhren. ANMERKUNG 2 Bei i 2 ist in der Regel von einem laminaren Durchfluss auszugehen. DIN 60500-4:2007-12 8 Bei Vernderung der Lage des unteren Niveaugefes ist zu beachten, dass dessen Wasserspiegellage stets oberhal

33、b der Messprobe liegt. Der hydraulische Hhenunterschied ber der Messprobe ist in den Piezometern auf 0,1 mm zu bestimmen, z. B. mit Spitzentastern. Die Messung ist erst durchzufhren, wenn der hydraulische Hhenunterschied mindestens 30 s konstant gewesen ist. Der sich bei den vorgegebenen Prfbedingun

34、gen einstellende Durchfluss wird am unteren Niveaugef, z. B. durch Auslitern, ermittelt. Die aufgefangene Wassermenge sollte mindestens 1 l, oder die Auffangzeit mindestens 30 s betragen. Die Wassertemperatur ist im oberen Niveaugef auf 0,1 C zu messen. Die unter der Normalspannung auftretenden zeit

35、abhngigen Verformungen der Messprobe sind zu protokollieren. Bei der spannungsabhngigen Prfung ist zur Ermittlung der Spannungsabhngigkeit des Durchlssigkeitsbeiwertes die Kraft stufenweise zu erhhen. Die Messung des Durchflusses wird begonnen, wenn die Verformungsnderung 0,1 mm in 5 min betrgt. Bei

36、 der dickenabhngigen Prfung wird zunchst die Dicke des zu prfenden Geotextils nach DIN EN ISO 9863-1 fr die zu untersuchenden Spannungen bestimmt. Diese Dicke wird in der Durchlssig-keitszelle (z. B. mit einer an einem Widerlager befestigten Spindel) ber den zentrisch angeordneten Druckstempel mit e

37、iner Messunsicherheit von 0,1 mm eingestellt. Fr beide Verfahren wird mit einer Messeinrichtung die beanspruchungsabhngige Dicke der Messprobe bestimmt. Die Prfung ist mit der grten Dicke der Messprobe zu beginnen. Fr jede Laststufe (Normalspannung bzw. Dicke) werden mindestens 3 Durchflussmessungen

38、 an der Messprobe gefordert. Bei einlagigen Messproben sind mindestens 3 Messproben zu prfen. 10 Auswertung Der beanspruchungsabhngige, auf 20 C bezogene Wasserdurchlssigkeitsbeiwert, kn, eines Geotextils normal zu seiner Ebene fr konstante hydraulische Hhenunterschiede wird fr eine vorgesehene Norm

39、alspannung (normalspannungsabhngig) oder fr eine vorgesehene Dicke (dickenabhngig bei bekannter Beziehung Normalspannung-Dicke) nach folgender Gleichung bestimmt: kn= 320Tn10 RhAdQ(5) Dabei ist knder Wasserdurchlssigkeitsbeiwert normal zur Geotextilebene unter Auflast bei konstantem hydraulischen Hh

40、enunterschied bezogen auf 20 C (m/s); Q der Durchfluss (l/s); dndie Dicke der Messprobe (mm); n die Anzahl der Lagen der Messprobe; A die Grundflche der Messprobe (m2); h der hydraulische Hhenunterschied (mm); RT20der Korrekturfaktor fr die Bezugswassertemperatur T = 20 C. DIN 60500-4:2007-12 9 Dabe

41、i ist RT20= 2220,00070,03311,762TT +(6) T die Wassertemperatur (C). Die Permittivitt bei 20 C ist der Quotient aus knund d: = 3n10dk(7) Dabei ist: die Permittivitt des Geotextils bei 20 C (s1); knder Wasserdurchlssigkeitsbeiwert bei 20 C (m/s); d die beanspruchungsabhngige Dicke der Einzellage (mm).

42、 d = dn/n (8) 11 Prfbericht Der Prfbericht muss die folgenden Informationen enthalten: a) Hinweise auf diese Norm; b) Prfdatum; c) Angaben zum Probenmaterial; d) Art der Probenahme; e) Anzahl der Einzelprfungen; f) Dicke der Messprobe, dn; g) Anzahl der Geotextillagen, n, in der Messprobe; h) Wasser

43、temperaturen der Einzelprfungen; i) verwendete Normalspannung in kPa oder eingestellte Dicke in mm bei bekannter Beziehung Normal-spannung-Dicke; j) Art der perforierten Platten, Flchenanteil der ffnungen, Anzahl und Durchmesser der Lcher (siehe Bild 2); k) hydraulisches Geflle, i, in den Einzelprfu

44、ngen; l) Einzelwerte und Mittelwerte des Wasserdurchlssigkeitsbeiwertes, kn, je Laststufe; n) Durchflussrate, q , je Laststufe mit Angabe des zugehrigen hydraulischen Hhenunterschiedes, h, bezogen auf die einlagige Messprobe; o) Abweichungen von dieser Norm. m) Permittivitt, , je Laststufe; nDIN 60500-4:2007-12 10 Literaturhinweise DIN EN ISO 10318:2006-04, Geokunststoffe Begriffe (ISO 10318:2005); Dreisprachige Fassung EN ISO 10318:2006.