一、試驗目的

二、試驗設備與材料

1. 冷熱沖擊試驗箱

• 具備足夠的工作空間，能夠容納土工織物樣品以及相關的測試夾具和輔助設備，并保證在試驗過程中箱內溫度均勻性良好。

• 溫度范圍：低溫區可達 -40℃甚至更低，高溫區可至 +80℃或更高，溫度轉換時間短，能夠快速實現高低溫之間的切換，以滿足劇烈溫度沖擊的試驗要求。

• 配備高精度的溫度控制系統和傳感器，能夠實時精確監測和控制箱內溫度，溫度控制精度在 ±1.5℃以內。

• 具有良好的隔熱性能和密封性能，以減少外界環境對試驗箱內溫度的影響，確保試驗過程中溫度變化的準確性和穩定性。

2. 土工織物樣品

• 準備若干種不同類型、規格和材質的土工織物樣品，例如無紡土工布、有紡土工布、土工格柵等，每種樣品應選取足夠的數量和面積，以滿足不同測試項目和重復性試驗的需要。

• 對樣品進行詳細的編號和記錄，包括其類型、規格、材質、生產廠家、批次號等信息，以便在試驗過程中對不同樣品的測試結果進行準確區分和追溯。

3. 測試設備與工具

• 電子萬能試驗機：用于測試土工織物在冷熱沖擊前后的拉伸強度、斷裂伸長率等力學性能指標。試驗機應具備足夠的量程和精度，能夠準確測量土工織物在受力過程中的力學變化。

• 厚度測量儀：測量土工織物在試驗前后的厚度變化，精度達到 0.01mm，以評估其尺寸穩定性。可采用接觸式或非接觸式的厚度測量儀，根據土工織物的材質和厚度選擇合適的測量方法。

• 單位面積質量測量儀：測定土工織物的單位面積質量，在試驗前后分別進行測量，比較其質量變化情況。儀器應具有較高的精度和穩定性，確保測量結果的準確性。

• 尺寸測量工具：如卷尺、直尺等，用于測量土工織物樣品的長度和寬度，在試驗前后進行測量，觀察其在冷熱沖擊下的尺寸變化情況。

• 夾具：設計和制作專門用于固定土工織物的夾具，使其在冷熱沖擊試驗箱內和電子萬能試驗機上都能夠安裝牢固，且在試驗過程中不會對樣品產生額外的應力或損傷，保證測試結果的真實性和可靠性。夾具應采用耐高溫、低溫且強度高的材料制作，避免在試驗過程中自身變形或與土工織物發生化學反應。

三、試驗項目與方法

（一）初始性能測試

1. 在室溫（25℃）環境下，使用單位面積質量測量儀對每種土工織物樣品進行單位面積質量的測量，至少測量 3 個不同位置，取平均值作為初始值，并記錄下來。

2. 用厚度測量儀測量土工織物樣品的厚度，同樣在多個不同位置進行測量，取平均值作為初始厚度值，并計算其厚度公差。

3. 使用尺寸測量工具準確測量土工織物樣品的長度和寬度，記錄其初始尺寸。

4. 從每種樣品中選取適當數量的試件，安裝在電子萬能試驗機上，按照相關標準規定的拉伸速度和測試方法，進行拉伸強度和斷裂伸長率的測試。記錄試件在拉伸過程中的應力 - 應變曲線，計算出拉伸強度和斷裂伸長率的平均值作為初始力學性能數據。

（二）冷熱沖擊循環測試

1. 將準備好的土工織物樣品安裝在冷熱沖擊試驗箱內的夾具上，確保樣品安裝牢固且位置正確，不會在溫度變化過程中發生位移或變形。

2. 設置試驗箱的溫度沖擊程序，例如：先將溫度從室溫迅速降至 -40℃，保持一定時間（如 30 分鐘），然后在短時間內（如 5 分鐘內）將溫度升至 +80℃，再保持 30 分鐘，如此循環進行一定次數（如 10 次、20 次或根據實際需要確定）。在每個溫度變化階段，實時監測和記錄試驗箱內的溫度變化曲線。

3. 在溫度沖擊循環過程中，定期（如每 5 次循環）對土工織物樣品進行外觀檢查，觀察是否有變形、開裂、分層等現象出現。同時，使用便攜式測量儀器對樣品的部分性能進行抽檢，如厚度、單位面積質量等，初步了解樣品在冷熱沖擊過程中的性能變化情況。

（三）物理性能測試

1. 尺寸穩定性測試

• 在完成規定次數的冷熱沖擊循環后，將土工織物樣品從試驗箱中取出，放置在室溫環境下冷卻至室溫（約 2 小時），使其達到熱平衡狀態。

• 再次使用尺寸測量工具對土工織物樣品的長度、寬度進行測量，與初始尺寸進行對比，計算尺寸變化率。同時，用厚度測量儀測量樣品的厚度，與初始厚度進行比較，分析其在冷熱沖擊后的尺寸穩定性。

2. 單位面積質量變化測試

• 使用單位面積質量測量儀對經過冷熱沖擊試驗的土工織物樣品進行單位面積質量的再次測量，與初始單位面積質量進行對比，計算質量變化率。分析質量變化的原因，可能是由于溫度變化導致材料的物理性能改變，如纖維收縮或膨脹、水分蒸發或吸收等因素引起的。

（四）力學性能測試

1. 從經過冷熱沖擊試驗的土工織物樣品中選取新的試件，按照與初始性能測試相同的方法和條件，安裝在電子萬能試驗機上進行拉伸強度和斷裂伸長率的測試。

2. 記錄試件在拉伸過程中的應力 - 應變曲線，與初始測試的曲線進行對比分析。觀察拉伸強度和斷裂伸長率是否發生變化，以及材料的力學性能在冷熱沖擊后的衰減情況。如果力學性能下降明顯，可能會影響土工織物在工程中的使用效果和安全性，需要進一步分析原因并采取相應的改進措施。

（五）微觀結構分析（可選）

1. 對于一些性能變化較大或需要深入研究的土工織物樣品，可以采用掃描電子顯微鏡（SEM）等微觀分析設備對其微觀結構進行觀察和分析。

2. 將樣品制備成適合微觀觀察的試樣，在 SEM 下觀察纖維的形態、排列方式以及纖維與基體之間的界面結合情況等微觀結構特征。

3. 對比冷熱沖擊前后的微觀結構變化，分析這些變化對土工織物宏觀性能的影響機制。例如，觀察纖維是否出現斷裂、裂紋擴展、界面脫粘等現象，這些微觀缺陷可能是導致土工織物力學性能下降和尺寸穩定性變差的重要原因。

四、數據記錄與分析

1. 在試驗過程中，通過冷熱沖擊試驗箱的控制系統、各種測量儀器以及電子萬能試驗機等設備，詳細記錄各項數據，包括試驗箱內的溫度變化曲線、時間節點、土工織物的尺寸測量數據、單位面積質量、力學性能測試數據以及微觀結構觀察結果（如果進行了微觀分析）等。確保數據記錄的準確性、完整性和可追溯性，為后續的數據分析提供可靠的依據。

2. 對于每個試驗項目，分別對不同類型和規格的土工織物樣品數據進行整理和分析。繪制尺寸變化率 - 溫度沖擊次數曲線、單位面積質量變化率 - 溫度沖擊次數曲線、拉伸強度變化率 - 溫度沖擊次數曲線等，直觀地展示土工織物在冷熱沖擊試驗過程中的性能變化規律。通過對這些曲線的分析，評估土工織物在不同溫度條件下的尺寸穩定性、質量穩定性和力學性能穩定性。

3. 計算土工織物在冷熱沖擊后的尺寸變化率、單位面積質量變化率、拉伸強度變化率和斷裂伸長率變化率等指標，并與初始性能數據進行對比。分析這些變化率是否在允許范圍內，判斷土工織物的性能是否滿足相關標準和工程應用的要求。如果變化率超出了預期范圍，進一步分析可能導致性能變化的原因，如材料的熱膨脹系數、纖維的材質和結構、制造工藝等因素對土工織物性能的影響。

4. 觀察土工織物的微觀結構照片（如果有），對比分析冷熱沖擊前后的微觀變化特征。結合宏觀性能數據，探討微觀結構變化與宏觀性能之間的內在聯系，深入研究土工織物在冷熱沖擊下的損傷機理和性能退化機制。根據數據分析結果，提出改進土工織物設計、制造工藝或材料選擇的建議，以提高土工織物的抗冷熱沖擊性能和可靠性。

五、安全措施

1. 在進行試驗前，對所有參與試驗的人員進行安全培訓，使其熟悉冷熱沖擊試驗箱和各種測試設備的操作規程、注意事項以及可能存在的安全風險。強調在試驗過程中必須嚴格遵守安全規定，防止發生意外事故。

2. 試驗現場配備必要的安全防護設備，如滅火器、急救箱等，并確保其處于有效狀態且易于取用。在操作冷熱沖擊試驗箱時，操作人員應佩戴防護手套、護目鏡等個人防護用品，以防止因接觸高溫或低溫部件而造成燙傷或凍傷。

3. 在安裝和拆卸土工織物樣品以及連接測試設備時，應先切斷冷熱沖擊試驗箱和相關設備的電源，確保設備處于斷電狀態，避免發生觸電事故。同時，要注意操作的輕拿輕放，防止損壞土工織物樣品和測試設備的精密部件。

4. 冷熱沖擊試驗箱在運行過程中會消耗大量的電能，并且會產生一定的熱量和冷氣排放。應確保試驗箱的電源線連接牢固，且符合電氣安全標準，避免因過載或短路引發電氣火災。同時，要保證試驗箱周圍有良好的通風條件，以便及時散熱和排放冷氣，防止熱量積聚對人員和設備造成不良影響。

5. 如果在試驗過程中發現冷熱沖擊試驗箱或其他測試設備出現異常情況，如冒煙、起火、異味、異常聲響等，應立即停止試驗，并采取緊急斷電措施。然后迅速撤離現場，并及時通知相關專業人員進行檢查和維修。在故障排除之前，嚴禁再次啟動試驗設備，以確保人員和設備的安全。

標簽：兩箱式冷熱沖擊試驗箱三箱式冷熱沖擊試驗箱高低溫冷熱沖擊試驗箱