土工布及其有关产品 负荷作用下垂直渗透特性的测定-编制说明

一、工作简况

1.任务来源和起草单位

2020年11月19日国家标准化管理委员会下达了《土工布及其有关产品负荷作用下

垂直渗透特性的测定》制定计划，项目编号为20203995-T-608，该项目由中国纺织工业联合

会提出，全国纺织品标准化技术委员会（SAC/TC209）归口，全国纺织品标准化技术委员会

产业用纺织品分会（SAC/TC209SC7）执行，由浙江省水利河口研究院（浙江省海洋规划设

计研究院）、国家纺织制品质量监督检验中心、纺织工业标准化研究所等单位起草。同时本

次制定采用ISO10776:2012，在标准起草过程中结合ISO文件翻译形式和技术内容，并将计

划标准名称确定为《土工布及其有关产品负荷作用下垂直渗透特性的测定》。

2.标准制定的目的和意义

土工布是由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性土工合成材料，是土工合成材料中的

一种重要产品。由于其透水性好，在纤维间有空隙，有良好的渗水性能，广泛用于水利、电

力、矿井、公路和铁路等土工工程。

我国现有的各种土工布及其有关产品的相关标准中用来表征其透水性能的参数名称为

垂直渗透系数，检测方法采用《土工布及其有关产品无负荷时垂直渗透特性的测定》

GB/T15789-2016。然而，实际工程使用时，土工布铺设完成后往往会受到周边土体或砂砾

料等的负荷作用，在相关负荷作用下，土工布会拉扯变形，其透水性能与无负荷时检测的垂

直渗透系数差异较大。从而造成目前试验测得的垂直渗透系数与工程实际中土工布的渗透性

能不一致。

为了更加贴合土工布工程实际中的渗透性能，模拟实际工况，为工程设计单位提供更加

真实的数据，服务于工程建设需要，建议修改相关国际标准ISO10776:2012并制定国家标准

《土工布及其有关产品负荷作用下垂直渗透特性的测定》，弥补我国现有国家标准中评定

土工布及其相关产品垂直渗透特性缺少负荷作用下工况的局面，并尽可能减小试验测得的垂

直渗透系数与工程实际中土工布渗透性能的差异。

3.主要工作过程

（1）计划下达后成立起草小组，收集并分析国内国际相关标准，逐句分析ISO标准。

（2）2020年12月～2021年3月，起草单位申报本单位纵向课题立项，确定课题经费。

（3）2021年4月～2021年6月，准确翻译ISO标准，并形成标准草案初稿。

（4）2021年6月～2021年12月，汇总ISO标准和相关国家标准《土工布及其有关产

品无负荷时垂直渗透特性的测定》GB/T15789-2016的技术性差异，设计对比试验方案。

（5）2021年10月～2022年3月，编制检测仪器采购预算并完成采购单位比选。

（6）2022年3月～2022年6月，研制检测仪器：TGCC-1土工织物垂直渗透仪（垂直

荷载）；同步收集不同种类的代表性样品，并设计验证试验方案。

（7）2022年6月～2022年9月，按照预先设计的试验方案进行试验，形成编制说明和

征求意见稿进行征求意见。

二、标准编制原则

1.本标准是采标标准，其在技术内容上尽可能与国际标准保持一致，减少技术性差异。

2.在充分理解ISO标准的基础上，对其中不确切或不精炼的内容进行修改，使标准简

洁、易懂和便于操作。

3.参考国内同类标准的内容，对ISO标准有差异的地方进行适当修改，使其达到国际

先进水平。

三、主要研究内容的确定

1.“流速”的单位确定采用“厘米每秒（cm/s）”，而ISO10776:2012中采用“米每

秒（m/s）”

考虑测量水流量的量筒体积用毫升（ml）表示，即立方厘米（cm3）；计算试样过水面

积所用的直径单位为毫米（mm），换算成厘米（cm）较为方便；且记录时间的秒表单位为

秒（s）；为此流速的单位采用厘米每秒（cm/s）更加简洁、便于操作。

另外，各土工布产品标准中垂直渗透系数的单位也均为厘米每秒（cm/s），流速单位采

用厘米每秒（cm/s）增加了产品标准和方法标准的匹配性。

对应地，将水的体积的单位更改为立方厘米（cm3），将试样过水面积的单位更改为平

方厘米（cm2）。

2.与ISO10776:2012相比，增加“适用于各类土工布及其有关产品，但不适用于含有

膜类材料的复合土工布”的限定范围。

由于含有膜类材料的复合土工布渗透性能检测方法采用标准GBT19979.2-2006《土工

合成材料防渗性能第2部分渗透系数的测定》，检测原理与本方法有明显区别。本方法

不适用于含有膜类材料的复合土工布。为此，需增加本标准适用于各类土工布及其有关产品，

但不适用于含有膜类材料的复合土工布的限定范围。

3.与ISO10776:2012相比，增加土工布的垂直渗透系数和透水率计算方法

在第8章节“计算及结果表达”中“流速”的基础上，增加“垂直渗透系数”和“透水

率”计算公式。垂直渗透系数是指单位水力梯度下，在垂直于土工布平面流动的水的流速，

计算公式如下：

=νN50/σ=νN50/σδ

kN50/σ

iH

式中：

kN50/σ——垂直压力σ作用下土工布垂直渗透系数，单位为厘米每秒（cm/s）；

i——土工布试样两侧的水力梯度；

δ——垂直压力σ作用下土工布试样厚度，单位为厘米（cm）；

H——土工布试样两侧的水头差，单位为厘米（cm）。

透水率指单位水位差、单位时间内通过单位面积土工布试样的水量，计算公式如下：

=νN50/σ

θN50/σ

H

式中：

θN50/σ——垂直压力σ作用下土工布透水率，1/s；

H——土工布试样两侧的水头差，单位为厘米（cm）。

土工布垂直渗透系数和透水率是衡量土工布渗透性能的重要指标，且土工布各产品标准

中也是用垂直渗透系数来表征土工布渗透性能。增加垂直渗透系数和透水率计算方法主要是

为了与各土工布产品标准匹配，并与GB/T15789-2016《土工布及其有关产品无负荷时垂直

渗透特性的测定》一致。

4.试验仪器的研制。

由于本标准首次发布，且为采标标准。国内并无现成的试验仪器。结合国际标准ISO

10776:2012中提供的试验仪器的相关原理图和特征参数，研制了成品试验仪器。

采用研制的仪器设备在垂直压力为0kPa时进行土工布垂直渗透性能测定，并与常规的

土工布垂直渗透仪测定结果进行比对，相同的土工布样品垂直渗透系数检测结果一致性较

好，表明试验仪器原理图是可信的，且研制的试验仪器设备是可行的。第6章节“仪器、供

水及测量装置”基本保持与ISO10776:2012一致。

5.试验步骤的验证及明确。

（1）与ISO10776:2012相比，明确了试样两侧水头差达到50mm的误差标准为±1mm。

国际标准ISO10776:2012中仅说明试验过程中需通过调整水流，使试样两侧水头差达到

50mm，但并未说明误差大小，操作性不强。本标准中根据前述水头测量的精度要求是3%，

为此明确误差标准为±1mm，以利于试验人员操作和控制。

（2）进行验证试验：浙江省水利河口研究院（浙江省海洋规划设计研究院）和浙江翰

达工程检测有限公司分别对2个厂家生产的120kN/m、80kN/m长丝机织布，100kN/m、

60kN/m裂膜丝机织布以及300g/㎡、500g/㎡长丝纺粘针刺非织造土工布，300g/㎡、500g/

㎡短纤针刺非织造土工布各8种不同规格的土工布共计16组土工布样品进行2kPa、20kPa、

200kPa的垂直渗透特性测定，不同压力下的流速、垂直渗透系数、透水率等检测结果一致

性均较好，能够满足比对试验误差要求。试验结果也表明，同一种土工布随着负荷压力变大，

流速变小。

（3）增加了部分土工布样品两侧水头差为30mm、100mm、150mm等时水流流速的测

定，以计算不用水头差时垂直渗透系数的差异，试验结果表明水流为层流时某特定压力下土

工布的垂直渗透系数与两侧水头差的大小影响不大。如单纯测定负荷作用下的土工布垂直渗

透系数，可不必限定土工布两侧水头差为50mm；且水头差较小时，水流越稳定，检测结果

一致性更好。

四、标准涉及专利情况

本标准不涉及专利问题。

五、预期达到的社会效益、对产业发展的作用等情况

为了测定土工布及其有关产品垂直渗透特性，国外目前既有ISO11058:2010《土工布及

其有关产品无负荷时垂直渗透特性的测定》，也有ISO10776:2012《土工布及其有关产品-

负荷作用下垂直渗透特性的测定》，二者形成一个有机的整体，相互补充，共同反映了土工

布及其有关产品的垂直渗透特性，但国内目前仅有ISO11058:2010修改标准《土工布及其有

关产品无负荷时垂直渗透特性的测定》GB/T15789-2016，缺少负荷作用下工况土工布及其

有关产品垂直渗透特性的测定方法，无法满足工程相关设计和表征工程实际工况需要。

本标准为修改采用ISO10776:2012的新制定标准，作为《土工布及其有关产品无负荷

时垂直渗透特性的测定》GB/T15789-2016的补充，弥补我国现有国家标准中评定土工布及

其相关产品垂直渗透特性缺少负荷作用下工况的局面，本标准与国际标准的接轨，以便促进

国内、国际贸易的顺利进行，同时方便国内国际实验室进行技术比对工作。

六、与国际、国外同类标准水平的对比情况

关于土工布及其有关产品负荷作用下垂直渗透特性的测定，本标准为修改采用ISO

10776:2012的新制定标准，在技术内容上尽量与国际标准保持一致，在描述上较为简洁、准

确。本标准为国际一般水平。

七、与有关法律、法规、规章及相关标准的关系

本标准为《土工布及其有关产品无负荷时垂直渗透特性的测定》GB/T15789-2016的补

充，与该标准形成一个有机的整体，共同反映了土工布及其有关产品的垂直渗透特性。

本标准与GB/T15789-2016实验原理不同，测试方法与测试指标均有所区别，因此本方

法与其他方法不矛盾不重复。本标准与现行相关法律、法规、规章及相关标准协调一致。

八、重大分歧意见的处理经过和依据

本标准不存在重大分歧意见。

九、标准性质的建议说明

本标准作为推荐性国家标准上报，并建议作好标准的宣贯和咨询解答工作。

十、贯彻标准的要求和措施建议

建议本标准批准发布6个月后实施。

十一、废止现行相关标准的建议

本标准为新制定标准。

十二、其他应予说明的事项

无。

全国纺织品标准化技术委员会产业用纺织品分会

《土工布及其有关产品负荷作用下垂直渗透特性的测定》

国家标准编制说明

一、工作简况

1.任务来源和起草单位

2020年11月19日国家标准化管理委员会下达了《土工布及其有关产品负荷作用下

垂直渗透特性的测定》制定计划，项目编号为20203995-T-608，该项目由中国纺织工业联合

会提出，全国纺织品标准化技术委员会（SAC/TC209）归口，全国纺织品标准化技术委员会

产业用纺织品分会（SAC/TC209SC7）执行，由浙江省水利河口研究院（浙江省海洋规划设

计研究院）、国家纺织制品质量监督检验中心、纺织工业标准化研究所等单位起草。同时本

次制定采用ISO10776:2012，在标准起草过程中结合ISO文件翻译形式和技术内容，并将计

划标准名称确定为《土工布及其有关产品负荷作用下垂直渗透特性的测定》。

2.标准制定的目的和意义

土工布是由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性土工合成材料，是土工合成材料中的

一种重要产品。由于其透水性好，在纤维间有空隙，有良好的渗水性能，广泛用于水利、电

力、矿井、公路和铁路等土工工程。

我国现有的各种土工布及其有关产品的相关标准中用来表征其透水性能的参数名称为

垂直渗透系数，检测方法采用《土工布及其有关产品无负荷时垂直渗透特性的测定》

GB/T15789-2016。然而，实际工程使用时，土工布铺设完成后往往会受到周边土体或砂砾

料等的负荷作用，在相关负荷作用下，土工布会拉扯变形，其透水性能与无负荷时检测的垂

直渗透系数差异较大。从而造成目前试验测得的垂直渗透系数与工程实际中土工布的渗透性

能不一致。

为了更加贴合土工布工程实际中的渗透性能，模拟实际工况，为工程设计单位提供更加

真实的数据，服务于工程建设需要，建议修改相关国际标准ISO10776:2012并制定国家标准

《土工布及其有关产品负荷作用下垂直渗透特性的测定》，弥补我国现有国家标准中评定

土工布及其相关产品垂直渗透特性缺少负荷作用下工况的局面，并尽可能减小试验测得的垂

直渗透系数与工程实际中土工布渗透性能的差异。

3.主要工作过程

（1）计划下达后成立起草小组，收集并分析国内国际相关标准，逐句分析ISO标准。

（2）2020年12月～2021年3月，起草单位申报本单位纵向课题立项，确定课题经费。

（3）2021年4月～2021年6月，准确翻译ISO标准，并形成标准草案初稿。

（4）2021年6月～2021年12月，汇总ISO标准和相关国家标准《土工布及其有关产

品无负荷时垂直渗透特性的测定》GB/T15789-2016的技术性差异，设计对比试验方案。

（5）2021年10月～2022年3月，编制检测仪器采购预算并完成采购单位比选。

（6）2022年3月～2022年6月，研制检测仪器：TGCC-1土工织物垂直渗透仪（垂直

荷载）；同步收集不同种类的代表性样品，并设计验证试验方案。

（7）2022年6月～2022年9月，按照预先设计的试验方案进行试验，形成编制说明和

征求意见稿进行征求意见。

二、标准编制原则

1.本标准是采标标准，其在技术内容上尽可能与国际标准保持一致，减少技术性差异。

2.在充分理解ISO标准的基础上，对其中不确切或不精炼的内容进行修改，使标准简

洁、易懂和便于操作。

3.参考国内同类标准的内容，对ISO标准有差异的地方进行适当修改，使其达到国际

先进水平。

三、主要研究内容的确定

1.“流速”的单位确定采用“厘米每秒（cm/s）”，而ISO10776:2012中采用“米每

秒（m/s）”

考虑测量水流量的量筒体积用毫升（ml）表示，即立方厘米（cm3）；计算试样过水面

积所用的直径单位为毫米（mm），换算成厘米（cm）较为方便；且记录时间的秒表单位为

秒（s）；为此流速的单位采用厘米每秒（cm/s）更加简洁、便于操作。

另外，各土工布产品标准中垂直渗透系数的单位也均为厘米每秒（cm/s），流速单位采

用厘米每秒（cm/s）增加了产品标准和方法标准的匹配性。

对应地，将水的体积的单位更改为立方厘米（cm3），将试样过水面积的单位更改为平

方厘米（cm2）。

2.与ISO10776:2012相比，增加“适用于各类土工布及其有关产品，但不适用于含有

膜类材料的复合土工布”的限定范围。

由于含有膜类材料的复合土工布渗透性能检测方法采用标准GBT19979.2-2006《土工

合成材料防渗性能第2部分渗透系数的测定》，检测原理与本方法有明显区别。本方法

不适用于含有膜类材料的复合土工布。为此，需增加本标准适用于各类土工布及其有关产品，

但不适用于含有膜类材料的复合土工布的限定范围。

3.与ISO10776:2012相比，增加土工布的垂直渗透系数和透水率计算方法

在第8章节“计算及结果表达”中“流速”的基础上，增加“垂直渗透系数”和“透水

率”计算公式。垂直渗透系数是指单位水力梯度下，在垂直于土工布平面流动的水的流速，

计算公式如下：

=νN50/σ=νN50/σδ

kN50/σ

iH

式中：

kN50/σ——垂直压力σ作用下土工布垂直渗透系数，单位为厘米每秒（cm/s）；

i——土工布试样两侧的水力梯度；

δ——垂直压力σ作用下土工布试样厚度，单位为厘米（cm）；

H——土工布试样两侧的水头差，单位为厘米（cm）。

透水率指单位水位差、单位时间内通过单位面积土工布试样的水量，计算公式如下：

=νN50/σ

θN50/σ

H

式中：

θN50/σ——垂直压力σ作用下土工布透水率，1/s；

H——土工布试样两侧的水头差，单位为厘米（cm）。

土工布垂直渗透系数和透水率是衡量土工布渗透性能的重要指标，且土工布各产品标准

中也是用垂直渗透系数来表征土工布渗透性能。增加垂直渗透系数和透水率计算方法主要是

为了与各土工布产品标准匹配，并与GB/T15789-2016《土工布及其有关产品无负荷时垂直

渗透特性的测定》一致。

4.试验仪器的研制。

由于本标准首次发布，且为采标标准。国内并无现成的试验仪器。结合国际标准ISO

10776:2012中提供的试验仪器的相关原理图和特征参数，研制了成品试验仪器。

采用研制的仪器设备在垂直压力为0kPa时进行土工布垂直渗透性能测定，并与常规的

土工布垂直渗透仪测定结果进行比