针刺密度对土工布过滤性能的影响

土工布定量较大时,透水率随针刺深度的增大而减小;土工布定量较小时,透水率随针刺深度的增大先减小后增加。透水率随针刺深度的增大而减小是因为针刺深度增加使更多的纤维在纵向随刺针运动,纤维间的相互交缠加强,土工布结构变得紧密,水流通过时阻力变大,透水性变差。土工布定量较低时,透水率在针刺深度为12 mm～14 mm之间时变化不大,当针刺深度为16 mm～18 mm时,透水率有增长趋势,因为随针刺深度的增加,纤维沿水流方向的重新排列减小了对水流的阻力,且减小的趋势超过了土工布密度增加的影响,导致透水率上升,而且针刺深度较大时,纤维断裂数增多,针刺”轨道”变大,也会引起透水性的增大。 因为随着针刺密度的增加,纤维与纤维之间的相互纠缠抱合加强,土工布结构变得更加紧密,密度变大,孔隙率降低,水流通道减少,透水率降低;水流通过土工布时受到的阻力增大,土壤颗粒更易于被捕集,故而保砂性提高;但当超过某一临界值继续增大时,土工布的紧密度不仅不能提高,还会因过度针刺而使土工布中纤维的断裂数量增多,短纤维数量增加,纤维的回弹性能下降,针刺的作用使紧密的土工布出现许多针孔,使土工布的孔隙度反而增加,所以透水性增加,保砂性下降。随针刺密度的增大,土工布透水性先减小后增大,保砂性先增大后减小。作为转折点的临界值随其他工艺条件及土工布性能参数的不同而有所不同,例如当针刺深度为11 mm、土工布定量为500 g/m2时,针刺密度在400刺/cm2达到透水率;当针刺深度为12 mm、土工布定量为400g/m2时,针刺密度在380刺/cm2左右达到透水率,所以应该根据实际工艺条件及土工布性能参数选择合理的针刺密度。