排水暗管濾層土工布的水力性能與其孔隙結構關系的研究

謝中意，李明思，韓 寒，藍明菊

（石河子大學 水利建筑工程學院，新疆 石河子 832003）

0 引 言

【研究意義】農田暗管排水技術在我國干旱半干旱鹽堿地區得到了廣泛應用[1-3]。早期的排水暗管濾層多采用砂礫石或碎石屑等多孔介質材料[4]，施工成本較高。目前，排水暗管濾層廣泛采用土工織物（土工布或無紡布），不僅顯著降低了施工成本，而且實現管布一體化生產，使暗管的施工效率大大提高[5]。新疆是我國鹽堿地分布廣泛的地區[6]，同時也是干旱缺水的地區。為了實現農田節水目的，新疆大面積推廣膜下滴灌技術，但同時廢棄了大量的田間排水農溝，給鹽堿地治理造成了一定困難。為了能夠同時獲得田間節水和治理土壤鹽堿的效果，近年來，基于土工織物濾層的暗管排水技術在新疆滴灌農田中逐步推廣，并顯示出較好的控制地下水和抑制土壤鹽堿狀況的優勢，取得了良好的效果[7-9]。

【研究進展】土工布由于具有良好的過濾、排水、隔離、加筋、防滲和防護作用，最初被廣泛用于降低海岸侵蝕、水庫壩體防滲、污水處理、建筑物排水濾料等領域[10-11]。水利工程中常采用厚度較大的單層或多層復合型土工布，且土工布大都是處在水平面、垂直面、或斜平面的條件下工作[12]。根據土工布在水利工程中的使用環境，國內外學者研究了土工布的滲透系數、滲透模型、以及在非飽和條件下土工布的毛細屏障、水分特征曲線與纖維結構之間的關系等問題[13-17]。吳靈芝等[14]研究表明，單層非織造材料的孔徑與滲透率之間的關系完全不同于復合多層材料的孔徑與滲透率之間的關系，對于復合材料來說，一定程度地減小孔徑仍可提高滲透率，而這對于單層材料來說較難實現。Henry[15]發現，在非飽和土壤中，土工織物排水特點與砂層的排水特點相似，都會在毛細管破裂情況下使排水界面上方的水流運動受阻且積聚。呂擎峰等[17]研究發現，土工布的等效孔徑越小，其毛細水高度越大，且具有較好的持水性能。

作為農田排水暗管外包濾料的土工布，國內外學者主要關注的是其透水阻力和堵塞問題。Nieuwenhuis 等[18]指出，使用土工布作為排水暗管的濾層可以略微增加管道的有效半徑，當約1 cm 厚的濾層發生阻塞現象時，水流進入排水暗管所增加的阻力可忽略不計。Stuyt 等[19]研究表明，當外包濾料的滲透系數為周圍土壤滲透系數的10倍以上時，能很好地降低排水阻力。劉文龍等[20]研究表明，如果用O90/d90≥1.0的條件篩選土工布作為排水暗管的外包濾層，該暗管在黃河三角洲粉細砂土中工作時，易使土工布發生一定程度的淤堵，土工布的穩定滲透能力將下降30%左右，但并不影響其排水功能。丁昆侖等[21]在2種土壤中對6種合成外包料進行了一維滲透試驗，試驗結果顯示，按照O90/d15≥4 標準選出的土工布可滿足暗管排水的透水性要求。

【切入點】作為農田排水暗管濾層的土工布其工作面是圓弧形的，水流在土工布中運動時易產生繞流現象；特別是在滴灌條件下，土壤處在非飽和狀態，土壤水分沿著排水暗管周圍產生的繞流現象更加明顯[22]，水分較難進入暗管。土工布屬于多孔介質，將其作為排水暗管的外包濾層時，應該考慮其在飽和土壤和非飽和土壤環境下的工作要求，即不僅要考慮土工布的透水性，還要考慮土工布的持水能力；而這些水力特征都與土工布的材料質地、孔隙結構、骨架類型、以及使用方式有關。然而，目前關于土工布水力特征與其孔隙結構和材料質地之間的關系的研究成果還很少，不利于農田排水暗管設計中對外包濾層的科學選擇。因此，我國相關規范[23]要求，排水暗管外包濾料土工布的選擇應通過具體工程試驗確定。

【擬解決的關鍵問題】本文選取針刺短絲、聚酯長絲、超薄型等3種類型的土工布，用顯微觀測技術分析不同土工織物的微觀孔隙結構特征；并通過室內測試，分析不同土工布的飽和滲透特性、非飽和持水特性以及土工布中的水勢隨其放置角度變化而發生的轉換過程；在此基礎上分析非織造土工布水力性能與其微觀結構之間的關系，為農田排水暗管設計中對土工布的合理選擇提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 土工布材料

試驗于2018年11月—2019年3月在石河子大學水利與土木工程實驗中心（44°18'25''N，86°03'27''E，海拔451 m）進行。供試土工布均來自河北順泰土工材料有限公司，共3種類型、10種規格，分別為：短纖針刺非織造無紡土工布（簡稱短絲土工布），規格分別為300 g/m2（D300）、400 g/m2（D400）、500 g/m2（D500）；聚酯長絲針刺無紡土工布（簡稱長絲土工布），規格分別為300 g/m2（C300）、500 g/m2（C500）；超薄型無紡土工布（簡稱薄型土工布），規格分別為30 g/m2（B30）、60 g/m2（B60）、100 g/m2（B100）、150 g/m2（B150）、260 g/m2（B260）。供試土工布的基本參數如表1所示。

表1 供試土工布的基本參數Table1 Basic parameters of geotextiles for test

1.2 測試指標與方法

1.2.1 土工布孔隙結構特征

每種規格的土工布選取3 塊質地較均勻的布樣，剪成正方形（5 cm×5 cm），用XSP-8CA 三目生物顯微鏡（具有圖像截取功能、并自帶精度0.01 mm的分度尺）觀測土工布孔隙結構，每個布樣選取3個點進行觀測。將觀察到的圖像導入CAD（2010 版）平臺中進行編輯和量測。量測時，根據圖像中土工布表面的絲（纖維）分布結構，在CAD 平臺上描繪出絲（纖維）所圍出的孔隙形狀，計算所有孔隙的面積，并求和，再與圖像的總面積之比，便得到布樣觀測范圍內的平面孔隙率nxy。將孔隙概化為理想圓形，在面積守恒的條件下，算出單個孔隙的直徑，進而求出土工布的平均孔隙直徑。

1.2.2 土工布滲透性

分別選取每種規格土工布中質地較為均勻的3 塊布樣，制成直徑為10 cm的圓形試樣。用飽和滲透儀測量土工布試樣的垂直滲透系數和透水率；每個布樣重復測量3次。測試中測壓管水位差保持10~15 cm水頭，待水頭穩定，觀測1 min 內的土工布滲水量；由式（1）、式（2）計算其垂直滲透系數和透水率[24]。

式中：Kn20為標準溫度（20℃）時試樣的垂直滲透系數（cm/s）；φ20為標準溫度（20℃）時的透水率（1/s）；A為試樣的透水面積（cm3）；ΔH為土工布上下面測壓管水位差；t為觀測透水的時間（s）；Q為t時間的透水量（cm3）；δ為土工布的厚度（cm）；ηr為實際溫度時的水動力黏滯系數（kPa?s），查表得到；η20為20℃時的水動力黏滯系數（kPa?s），查表得到。

1.2.3 土工布持水能力

為了測定土工布在非飽和條件下的持水能力、以及其持水能力隨土工布鋪設角度的變化，本文開發了相應的實驗裝置—坡度板。如圖1所示，該裝置主要由面板、調坡支架、排水容器等組成。面板主要用于安放和固定排水容器；排水容器被防滑的透水網分割成上、下2層；將供試土工布飽和后剪成5 cm×5 cm正方形，平鋪在透水網上，任其自由排水；調坡支架沿面板側邊上的滑槽滑動，調節面板的放置角度。

圖1 坡度板測土工布變角度持水性示意圖Fig.1 The schematic diagram of slope plank used to measure the water holding capacity of geotextiles placed at different angles

測試中，對各種土工布選取質地較均勻的布樣3塊，剪成5 cm×5 cm 正方形；以土工布放置角度（即面板放置角度）為0°時的含水率作為飽和標準；觀測土工布在不同傾斜角度下自由排水后的質量。土工布排水過程中排水容器加蓋防止蒸發。用相對飽和度表示土工布在不同放置角度時的持水能力。

1.2.4 土工布水分特征曲線

為提高砂芯漏斗排水觀測精度，本文對傳統的砂芯漏斗裝置[25]做了改造，用其精準觀測在負壓（吸力）作用下，土工布沿厚度方向的脫水過程，從而繪制出土工布（沿厚度方向）的水分特征曲線。對每種土工布重復觀測3次。用觀測出的測壓管水頭（吸力）和土工布的相對飽和度來表達其水分特征曲線。

2 結果與分析

2.1 土工布的孔隙結構分析

同一種土工布中平面質量（面積質量）越大的規格，其體積密度也越大，且其厚度越大（表1）。土工布越厚，其孔隙結構就越復雜，具有一定厚度的土工布的孔隙結構具有三維隨機特性。超薄型土工布的孔隙結構主要是平面結構，但其大小和形狀也具有隨機性（圖2）。

由圖2可知，雖然薄型土工布（B）的孔隙通透性比長絲（C）和短絲（D）土工布的通透性好，但是，其熱黏合加固工藝[24]使該材料上有規則分布的方形不透水密質區，且在非密質區上均勻分布有較多孔徑接近的小孔隙，這些因素都將降低超薄型土工布的透水性能。另外，超薄型土工布的纖維直徑比長絲（短絲）土工布的纖維直徑更粗，纖維彎曲度較小，這些因素也將降低其持水性能。長絲土工布的孔隙通透性比短絲的指標好，這有利于該土工布的滲透性能。長絲（短絲）土工布具有大小不一、分布不均的孔隙結構特征，可使其具有一定的持水能力。

圖2 土工布的微觀孔隙結構圖（放大倍數：35倍）Fig.2 The microscopic pore structure of geotextiles (Magnification:35 times)

對各種類及不同規格土工布的孔隙直徑分析發現，長絲土工布（C）的大孔隙比例多于短絲土工布（D）的值，更大于多數超薄型土工布（B）的同類指標。如圖3所示，同類型土工布的孔隙直徑隨著面積質量的增大而減小；其中，短絲土工布D300 規格的平均孔隙直徑（0.082 mm）分別比D400 和D500 規格的值大27.93%、20.97%；長絲土工布C300 規格的平均孔隙直徑（0.112 mm）比C500 規格的值大2.05%；薄型土工布B30 規格的平均孔隙直徑（0.219 mm）分別比B60、B100、B150、B260 規格的同類指標大65.06%、66.92%、66.36%、85.45%。從透水能力方面評價，土工布大孔隙比率越高、孔隙直徑越大，其透水性越好。

圖3 土工布的孔徑分布曲線Fig.3 The aperture distribution curves of geotextiles

圖4 土工布的孔隙率特征參數Fig.4 The porosity characteristic parameters of geotextiles

表1相關指標與土工布空間孔隙率n的關系[26]為：

式中：ρ為纖維材料密度（g/cm3）；γ為土工布的體積密度（g/cm3）。

根據式（3）計算土工布的空間孔隙率n；依據顯微鏡圖像計算土工布平面孔隙率nxy，建立土工布空間孔隙率和平面孔隙率隨體積密度的變化關系。

由圖4可知，各類型土工布的平面孔隙率和空間孔隙率都與其體積密度呈負相關關系，即土工布的體積密度越大，其平面孔隙率和空間孔隙率越小。短絲土工布D300的空間孔隙率分別比D400 和D500的值大2.43%、3.59%；而其平面孔隙率分別比后者的值大16.71%、30.41%。長絲土工布C300的空間孔隙率比C500的值大0.09%，其平面孔隙率比后者的值大5.15%。薄型土工布B30的空間孔隙率比B60、B100、B150、B260的值分別大4.68%、5.46%、11.63%、19.73%；其平面孔隙率分別比后者的值大14.18%、23.01%、27.79%、36.13%。另外，超薄型土工布的體積密度最大，其空間孔隙率和平面孔隙率都比其他2種類型土工布的同類指標小，不利于超薄型土工布的透水能力。

顯微鏡顯示的圖像特征僅僅是各類型土工布的平面特征；而在土工布工作中，沿其平面方向和厚度方向都有水分運動，因此，需要分析其厚度方向的水力特性。為此，本文建立了計算土工布各向填充率λ、λxy、λz、以及縱向（沿土工布的厚度方向）孔隙率nz的模型。

對于多孔介質，其填充率為單位體積多孔介質中所含骨架介質的體積數量λ，即：

式中：λ為纖維空間填充率（%）；其他符號含義同前。

由于骨架介質的體積與孔隙體積的和為多孔介質的體積，則對于單位厚度的多孔介質有：

式中：nxy為平面孔隙率（%）；λxy為纖維平面填充率（%）。

假設具有一定厚度的多孔介質的各層平面孔隙率相等（孔隙結構不一定相等），則有：

式中：λz為纖維縱向填充率（%）。

由此可推導出計算縱向孔隙率nz的公式：

式中：nz為多孔介質的縱向孔隙率（%）。

同一種材料、不同厚度的土工布之間的纖維縱向填充率成比例關系，如式（9）所示。

式中：mi為土工布的平面質量10-4（g/m2）；δi為土工布的厚度（cm）。

如圖4所示，短絲和長絲類型的土工布的縱向孔隙率與其體積密度之間呈正相關關系；而超薄型土工布的縱向孔隙率存在最優值。由式（4）—式（8）計算出的土工布縱向孔隙率可知，短絲土工布D300的縱向孔隙率分別比D400 和D500的值小2.30%、4.64%；長絲土工布C300的縱向孔隙率比C500的值小6.08%；薄型土工布B30的縱向孔隙率分別比B60、B100、B150、B260的值小9.03%、15.84%、11.28%、7.71%。如果土工布的纖維材質不確定，可由（9）式計算出同類土工布、不同規格之間的纖維縱向填充率的比例關系。結果表明，D400 和D500的縱向纖維填充率分別是D300的88.75%、77.24%；C500的縱向纖維填充率是C300的82.46%；B60、B100、B150和B260的縱向纖維填充率分別是B30的84.61%、75.17%、78.45%、84.05%。由于纖維填充率越高表示縱向孔隙率越低，所以2種計算方式得到的土工布的縱向孔隙變化特征具有高度的一致性。

綜合各項孔隙率的變化特點分析，土工布（特別是短絲和長絲類型土工布）的平面孔隙率與其縱向孔隙率的變化特點相反。這是因為在土工布的纖維成網過程中，材料在平面方向上受拉應力或剪切應力的作用，可使平面上的孔隙增大；而在縱向上主要受壓應力作用[26]，可使縱向孔隙減小。土工布平面應力的減小、或縱向應力的增大，都可使土工布密度增加；所以，隨著土工布體積密度的增加，其平面孔隙率與縱向孔隙率的變化趨勢可以相反。另外，雖然各種類型土工布的空間孔隙率都大于其平面孔隙率，但是二者之間的變化趨勢相同，說明土工布的空間孔隙率主要受其平面孔隙率主導。

作為田間排水暗管外包濾層的土工布，在非飽和土壤環境下工作時，土壤水分沿暗管外圍存在繞流現象，則水分將沿土工布布面維度運動（滲流）；當土工布接近飽和時，水分將沿其縱向（厚度方向）運動（滲流）進入暗管內。所以當土工布平面孔隙率大時，有利于緩解土壤水分在暗管外圍的繞流現象；而當土工布縱向孔隙率大時，有利于水分垂直深入管道。

2.2 土工布的滲透性

如圖5所示，短絲和長絲土工布的滲透系數及透水率都隨面積質量的增大而增大；超薄型土工布的滲透系數和透水率則隨面積質量的增大呈拋物線型變化。

圖5 土工布滲透性能特征分析Fig.5 The characteristic analysis of geotextiles' permeability

短絲土工布D300 和D400的滲透系數值比D500的值分別小37%、26%，其透水率分別比后者小4.9%、5.1%；長絲土工布C300的滲透系數值比C500 小61.92%，其透水率比后者小5%；薄型土工布B30、B100、B150、B260的滲透系數比B60 分別小58.61%、-6.47%、37.48%、38.40%，其透水率分別比后者小28.48%、24.07%、57.91%、60.84%。在相同面積質量條件下，長絲土工布的滲透系數和透水率大于短絲土工布的值。

土工布滲透試驗中水流垂直土工布布面下滲，即沿著土工布厚度方向（縱向）運動；而土工布的滲透性與其縱向孔隙率呈正相關關系，表明土工布的縱向孔隙率決定了其滲透阻力，因此對土工布的滲透性能影響最大。超薄型土工布的縱向孔隙率隨土工布面積質量的增加呈拋物線形變化，這是受熱黏合加固工藝[24]的影響；密質不透水區大大減小了其滲透面積，所以超薄型土工布的滲透系數較短絲（長絲）土工布的值小很多。綜上可知，就滲透性而言，C500和D500 更適于非飽和排水暗管的外包濾料。

2.3 土工布的角度持水特性

本文利用自制設備分別測定出短絲和長絲類型土工布（超薄型土工布的持水量太小，難以測量）的飽和度隨其放置角度的變化情況。結果如圖6所示，2種類型、不同規格土工布的飽和度均隨著土工布放置角度由?。?°）變大（90°）而降低，即隨著土工布放置角度的增大出現明顯的排水現象。

圖6 土工布持水性與布置角度的關系Fig.6 The relationship between water holding capacity of geotextiles and their laying angles

隨著放置角度的增大，體積密度更大的土工布，其排水量更少，即持水能力更強。因為在纖維質地不變的情況下，土工布體積密度越大，表明其小孔隙數量越多，使得其基質吸力越大。在土壤非飽和條件下，土工布沿排水暗管周圍包裹的角度呈360°變化。在土工布基質吸力作用下，土壤水分被吸進土工布中并沿著土工布布面繞著管壁周圍運動；在暗管橫斷面下半部（即土工布接近垂直鋪設狀態），孔隙中的水分通過孔隙結構連成水柱，將產生相對較大的水壓力，基質吸力同時降低；這導致土工布的這一部位較容易產生局部飽和，有利于水分滲入暗管。對各規格土工布隨放置角度的排水過程建立回歸模型，有利于認識其在非飽和條件下的排水效果（表2）。

表2 土工布的排水量隨布置角度變化的擬合方程Table2 Fitting equations of geotextiles’ water loss changing with the placed angle

由表2可知，在短絲（長絲）不同規格的土工布中，體積密度越小，其擬合方程中二次項系數的絕對值越大，說明其排水量隨角度的變化速率越大。用積分中值定理對表2 中的擬合方程計算出1/4 圓弧狀（由0°（水平）逐漸增大到90°（垂直））的土工布排水量得出，D300、D400、D500、C300 和C500 規格的土工布排水量分別是其飽和水量的7.33%、5.11%、4.79%、5.84%、3.60%。因此，從非飽和狀態的排水效果分析，D300 和C300 土工布的工作效果較理想。

2.4 土工布的水分特性曲線

本文利用改進后的砂芯漏斗測定短絲和長絲類型土工布的水分特性曲線（超薄型土工布的水面降幅太小，其水分特性曲線難以測量），結果如圖7所示，各類型土工布的基質吸力均隨飽和度的降低而增大。

如圖7（a）所示，在同一飽和度下，土工布基質吸力由小到大的規格分別為C300、D300、D400、D500、C500。由土工布厚度變化（表1）可知，土工布的吸力與其厚度呈正相關。為探究土工布材料及平面孔隙結構對水分特征曲線的影響，對測得的水分特征曲線除以土工布厚度做單位厚度處理，如圖7（b）所示，結果表明材料質地也對土工布吸力產生影響，在同一飽和度條件下，長絲土工布的吸水能力大于短絲土工布的指標。這是由于長絲土工布是由聚酯纖維材料制成，短絲土工布是由聚丙烯纖維絲制成；而聚酯纖維材料本身就比聚丙烯材料有更強的吸濕性[27]。

如表3所示，本文測得的土工布飽和度與吸力之間的關系是非線性的，說明隨著土工布飽和度的降低、排水量的增大，多孔介質的基質吸力加速增大。這一現象符合多孔介質排水的特點，即大孔隙先排水，相應的基質吸力??；小孔隙后排水，相應的基質吸力大，而且，孔徑越小，吸力越大。

圖7 土工布的水分特性曲線Fig.7 The water characteristic curves of geotextiles

表3 土工布水分特征曲線擬合方程Table3 Fitting curve equations of geotextiles’ water characteristic curves

3 討 論

3.1 土工布孔隙結構解析表征

土工布屬于多孔介質，具有一定厚度的土工布同時也具有三維孔隙結構，其孔隙率是表征孔隙結構的重要參數。觀測發現，土工布的孔隙結構并不均一，這與高翼強等[28]的研究結果一致。另外，本文試驗結果顯示，水分沿土工布平面方向運動與沿其厚度方向（縱向）運動的特點不同，表明其孔隙結構具有方向性；因此，需要從不同方向來表征土工布孔隙結構。根據顯微成像技術提出了計算土工布平面孔隙率的方法，并根據物質守恒原則將纖維分布沿平面和厚度方向進行空間正交分解，以空間孔隙率和平面孔隙率為基礎，建立了計算土工布縱向孔隙率的式（4）—式（8）。依據這些模型分析得出，對于具有一定厚度的長絲（短絲）土工布，其平面孔隙率和空間孔隙率都與土工布的體積密度呈負相關關系，而縱向孔隙率與土工布的體積密度呈正相關關系。本文分析出的孔隙結構的這一變化規律，與李彬[29]對短纖針刺土工布截面孔隙率的實測結果高度一致，證明了文中推求土工布縱向孔隙率方法的有效性，該方法測得的孔隙特征的空間差異性可以為土工布水力性能的空間差異性提供合理解釋。

3.2 土工布水力性能

Hsieh[30]的研究顯示，纖維間的孔隙必須具有適當的尺寸才能產生足夠的毛細管壓力和連通通道，以便輸運液體、或把持液體。在水利工程應用中，主要關注土工布的滲透能力，其相關問題被學者們研究較多，而對土工布的持水能力關注不多[31-32]。蔣雅君等[33]對土工布的水平排水試驗表明，當其單位面積質量較高時，土工布的等效孔徑小、且孔隙數量多，其排水能力較弱。所以在很多情況下，工程中采用較薄的土工布作為濾層或防滲材料。但是在農田排水暗管上、或非飽和土壤環境中，往往需要土工布具有一定的持水能力。試驗表明，土工布的持水能力與其厚度呈正相關；其透水能力與其縱向孔隙率呈正相關。張華贊[34]的研究表明，纖維質多孔材料的小孔徑的孔隙數量越多，其產生的毛管吸力越大。在制作土工布的過程中，土工布厚度方向上受到壓力作用[26]，所以其厚度方向上的孔徑較小，對水分產生顯著的吸持力。但是，如果縱向孔隙率較小，就會對水分滲透運動產生顯著的阻力作用。這些特點都表明，用于農田排水暗管上的土工布選擇依據與用于水利工程建筑物上的土工布的選擇依據有所不同。

3.3 土工布水分特性曲線

土工布是較薄的多孔材料，觀測其水分特征曲線有一定的困難。呂擎峰等[17]、Lafleur 等[35]用毛細高度試驗得到了土工布沿平面方向的吸濕過程的水分特性曲線；Stormont 等[36]、Bouazza 等[37]和Knight等[38]利用懸掛柱試驗和改良懸掛柱設備（一種可控出流毛細管壓力計）觀測出土工布沿厚度方向脫濕過程的水分特性曲線。土工布的吸力隨含水率的增大而減小，在工程中可產生毛細屏障作用；土工織物孔隙吸力變化范圍?。ㄅc土壤相比較），孔隙中的大部分水在較小的吸力（約1 kPa 即10 cmH2O)）作用下便可排出[35-38]。本文運用坡度板和改進的砂性漏斗裝置，分別觀測短絲和長絲土工布沿平面方向和厚度方向的脫水曲線，所得結果與前人運用懸掛柱法得到的規律十分相似。由于本文同時對土工布平面方向和厚度方向的水分特性曲線進行了測定，所以能在此基礎上通過對土工布的厚度進行同一化處理，并分析出纖維材質對土工布沿厚度方向水力特征的影響。

4 結 論

1）平面孔隙率和空間孔隙率都與其體積密度呈負相關關系。短絲和長絲類型的土工布的縱向孔隙率與其體積密度之間呈正相關關系；而超薄型土工布的縱向孔隙率隨著體積密度的增大先增大后減小，即存在最優值。

2）各類土工布的垂直滲透性能都與土工布的縱向孔隙率呈正相關關系。

3）短絲和長絲土工布的飽和度均隨著土工布放置角度由?。?°）變大（90°）而降低；且隨著放置角度的增大，體積密度更大的土工布，其排水量更少，即持水能力更強。在同一飽和度下，這2種類型土工布的吸力與其厚度正相關。