Geosyntetika je obecné označení pro různé výrobky ze syntetických materiálů, které se používají v geotechnickém a inženýrském stavitelství. Syntetika jsou vysokomolekulární polymery, které se vyrábějí z chemických látek získávaných z uhlí, ropy, zemního plynu nebo vápence a dále se zpracovávají na vlákna nebo syntetické desky a nakonec se z nich vyrábějí různé výrobky. Geosyntetika mají mnoho mechanických vlastností. Při zkoušení jejich materiálových vlastností a kvality výrobků patří mezi zkušební předměty především pevnost v tahu, pevnost v tahu, pevnost v tahu, pevnost v přetržení, třecí vlastnosti atd.
Rozsah použití
Tato metoda se používá pro tahové zkoušky většiny geosyntetik, včetně tkané geotextilie, netkané geotextilie, pletené geotextilie, geokompozity, geonety, geomatiky a výrobků z kovových vláken. Je také použitelný pro geomříže a geotextilie s podobnou strukturou ok, ale může být nutné upravit velikost vzorku. Neplatí pro polymerní nebo asfaltové geomembrány, ale platí pro hliněné geomembrány.
Experimentální normy
Vychází z norem GB/T15788 a ISO10319 jako zkušební metody v tahu pro geosyntetika.
Testovací zařízení a činidla
Elektronický tahový stroj
Elektronický tahový stroj se vyznačuje kompaktní konstrukcí a snadným použitím. Lze jej použít pro zkoušky tahem, tlakem, ohybem, stříháním, odlupováním, trháním a dalšími silovými zkouškami s maximálním zatížením 100 kN.
Upevnění geotextilie v tahu
Testování vlastností geotextilie a dalších vzorků textilních tkanin.
Pneumatické upevnění geotextilie k prasknutí
Používá se pro zkoušky geotextilií na roztržení a průraz.
Extensometr
Extenzometr může provádět opakované axiální tahové zkoušky a používá se především ke zkoušení deformace různých materiálů, včetně kovových materiálů, plastových materiálů, kompozitních materiálů atd.
Reagencie
Destilovaná voda a neiontové smáčedlo (obecný polyoxyethylenglykolalkylether s objemovým poměrem 0,05%) se používají pouze pro namáčení vzorků.
Příprava zkušebního vzorku
Počet testovaných vzorků
Odřízněte nejméně 5 vzorků v podélném směru (MD) a příčném směru (CMD).
Velikost zkušebních vzorků
① Netkané geotextilie, pletené geotextilie, geonety, geonetové rohože, hliněné geomembrány, drenážní kompozitní materiálya další produkty
Konečná šířka každého vzorku je (200 ± 1) mm, délka vzorku odpovídá rozteči svorek 100 mm a jeho směr délky je rovnoběžný se směrem působícího zatížení.
② Tkané geotextilie
U tkaných geotextilií se každý vzorek rozřízne na šířku přibližně 220 mm a poté se z obou stran vzorku odstraní přibližně stejný počet bočních přízí, aby se získala jmenovitá šířka vzorku (200±1) mm.
③Jednosměrné, obousměrné a čtyřsměrné geomříže
U jednosměrných, obousměrných a čtyřsměrných geomříží nesmí být šířka každého vzorku menší než 200 mm a musí být dostatečně dlouhá, aby splňovala rozteč svorek nejméně 100 mm.
Všechna žebra odřízněte 10 mm od jakéhokoli uzlu. (U jednosměrných geomříží s roztečí uzlů ≤ 10 mm by měla být šířka připraveného vzorku o 2 žebra větší než požadovaná šířka vzorku. Po upnutí vzorku do čelistí odřízněte přebytečné části na obou koncích).
Výpočet výsledku zkoušky (pevnosti) by měl být vztažen k počtu úplných tahových žeber na jednotku šířky.
Vzorek by měl kromě uzlin nebo příčných tkání držených svorkou obsahovat alespoň jednu řadu uzlin nebo příčných tkání (jak je znázorněno níže).
Pokud je příčná rozteč výrobku menší než 75 mm (příčná rozteč: vzdálenost mezi počátečním bodem jednoho žebra (jednotky nesoucí sílu) a počátečním bodem následujícího žebra), měly by být ve směru šířky nejméně 4 úplné tahové jednotky (tahová žebra).
Pokud je příčná rozteč 75 mm ≤ 120 mm, měly by být zahrnuty alespoň 2 kompletní tahové jednotky.
Pokud je příčná rozteč větší než 120 mm, splňuje požadavky zkoušky 1 kompletní tahová jednotka.
Značkové body pro měření prodloužení by měly být vyznačeny v polovině tahových žeber ve střední řadě vzorku. Dva označovací body by měly být od sebe vzdáleny nejméně 60 mm a měly by být odděleny nejméně jedním uzlem nebo příčnou tkání.
V případě potřeby lze označovací body od sebe oddělit více řadami uzlů nebo křížovými tkáněmi, aby se dosáhlo minimální vzdálenosti 60 mm.
V tomto případě označte body ve středových bodech nebo uzlech žeber a délka měřidla by měla být celočíselným násobkem rozteče mřížky.
Změřte jmenovitou délku měřidla s přesností ±1 mm.
U trojrozměrné geomříže musí být každý vzorek široký nejméně 200 mm a dostatečně dlouhý, aby splňoval rozteč svorek nejméně 100 mm. Vzorek rozřízněte a změřte jeho šířku podle obrázků 4 a 5.
Označovací bod pro měření prodloužení by měl být vyznačen ve středu uzlu vzorku a měl by být oddělen alespoň 1 uzlem nebo příčnou tkání.
V případě potřeby lze označovací bod oddělit více řadami uzlů nebo křížovou tkání, aby se dosáhlo minimální vzdálenosti 60 mm.
V tomto případě by měl být značkovací bod ponechán ve středu žebra a délka rozteče by měla být celočíselným násobkem rozteče mřížky.
Změřte jmenovitou délku rozteče s přesností ±1 mm.
⑤ Mokré vzorky pro testování
Pokud je požadováno maximální zatížení za mokra i za sucha, musí být délka vzorku nejméně dvojnásobná než stanovená délka, vzorek musí být očíslován a ze středu musí být vyříznuty dva vzorky, jeden pro zkoušku za mokra a jeden pro zkoušku za sucha. Číslo vzorku se vyznačí na každém vzorku.
U geosyntetik se silným smršťováním za mokra se pevnost v tahu měří na základě maximálního zatížení za mokra a počáteční šířky před namočením po úpravě vlhkostí s přesností ±1 mm.
Mokré vzorky
Obecné
Mokré vzorky a zkoušky se provádějí za standardních atmosférických podmínek. Vzorek je považován za správně kondicionovaný, pokud změna hmotnosti vzorku při postupném vážení v intervalu nejméně 2 hodin nepřekročí 0,25% hmotnosti vzorku.
Podmínky mokrého testu
Vzorky použité pro zkoušky za mokra se ponoří do vody o teplotě (20 ± 2) °C na dobu nejméně 24 hodin, která postačuje k úplnému smočení vzorku. Pro úplné smočení vzorku lze do vody přidat neiontové smáčedlo, jehož koncentrace nepřesahuje 0,05%.
Testovací kroky
1. Nastavení zkušebního stroje
Před zkouškou nastavte měrku svorky na (100 ± 3) mm (s výjimkou geosyntetik a geomříží, které používají navijákové svorky) a zvolte rozsah zatížení zkušebního stroje tak, aby hodnota síly byla přesná na 10 N.
U geosyntetik s prodloužením εm＞5% nastavte rychlost tahu zkušebního stroje tak, aby rychlost prodloužení vzorku byla (20±5)%/min délky měřidla; u geosyntetik s prodloužením εm≤5% zvolte vhodnou rychlost tahu tak, aby průměrná doba přetržení všech vzorků byla (30±5)s.
Mokrý vzorek se testuje do 3 minut po odebrání.
2. Vzorek upněte
Vzorek upněte do svorky tak, aby byl vystředěný. Všimněte si, že směr délky vzorku při podélných a příčných zkouškách je rovnoběžný se směrem zatížení.
Vhodným postupem je, aby se dvě předem nakreslené vyznačovací čáry napříč šířkou vzorku a ve vzdálenosti 100 mm od sebe co nejvíce shodovaly s okraji horní a dolní svorky.
3. Instalace extenzometru
Na vzorku nastavte ve vzdálenostech 60 mm (30 mm od středu vzorku) označovací body a extenzometr upevněte.
4. Určete tahové vlastnosti
Spusťte zkušební stroj a použijte předpětí 1% očekávaného maximálního zatížení, abyste určili počáteční bod zkoušky počátečního prodloužení. Pokračujte v zatěžování, dokud se vzorek nepřetrhne.
Zastavte test a vraťte sklíčidlo do výchozí polohy. Zaznamenejte a uveďte maximální zatížení (s přesností na 10 N/m); zaznamenejte prodloužení s přesností na jedno desetinné místo.
Na základě zjištěných podmínek vzorku během zkoušky, jedinečné variability geosyntetik a příslušných předpisů určete, zda by výsledky zkoušky měly být zamítnuty.
5. Určete prodloužení
Pomocí vhodného záznamového zařízení změřte přírůstek skutečné délky vzorku při určitém zatížení.
Výpočet výsledků testů
1. Pevnost v tahu
Údaje získané ze zkušebního stroje dosaďte do vzorce (1) a vypočítejte pevnost v tahu Tmax každého vzorku.
（1）Tmax = Fmax X c
Fmax - Maximální zaznamenané zatížení v kN.
C - Vypočítá se podle příslušného vzorce (2) nebo (3).
Pro tkané geotextilie, netkané geotextilie, pletené geotextilie, geonety, geomembrány, hliněné geomembrány, drenážní kompozity a tri-mřížky a další výrobky:
（2）C = 1 / B
B - Jmenovitá šířka vzoru v metrech.
（3）c = Nm / n
Nm - počet tahových jednotek v rámci 1 m šířky vzorku.
n - počet tahových jednotek ve skutečném vzorku.
U složených výrobků zvolte vzorec (2) nebo vzorec (3) podle hlavní nosné jednotky. U výrobků s křivkou se dvěma vrcholy (jako je obrázek 7) by se výsledky odpovídající oběma vrcholům měly vypočítat samostatně.
2. Prodloužení při maximálním zatížení
Zaznamenejte prodloužení při maximálním zatížení každého vzorku vyjádřené v procentech (např. AF na obrázku 8) s přesností na 0,1%. Prodloužení při maximálním zatížení lze vypočítat podle vzorce (4):
（4）e max = (△L - Lo') / Lo x 100
e max - prodloužení při maximálním zatížení, %.
△L - prodloužení při maximálním zatížení, mm.
Lo' - prodloužení při dosažení předpětí, mm.
Lo - skutečná délka intervalu, mm.
3. Prodloužení při jmenovité pevnosti
Zaznamenejte prodloužení při jmenovité pevnosti každého vzorku vyjádřené v procentech s přesností na 0,1%.
4. Řezný modul
Určete pevnost při určitém prodloužení a podle vzorce (5) vypočítejte modul pružnosti při řezu při tomto určitém prodloužení.
（5）J = F x c x 100 / e
J - Sekantní modul, kN/m.
F - Pevnost měřená při prodloužení e, kN.
C - Vypočítá se podle příslušného vzorce (2) nebo vzorce (3).
e - Specifická elongace, %.
5. Průměrná hodnota a variační koeficient
Vypočítejte průměrnou hodnotu a variační koeficient pevnosti v tahu, prodloužení při maximálním zatížení a modul sekantního odporu dvou skupin vzorků v podélném, resp. příčném směru.
Pevnost v tahu a sekanční modul jsou přesné na tři platné číslice, prodloužení je přesné na 1% a variační koeficient je přesný na 0,1%.
Souhrn
Výše je uveden obecný obsah návrhu metody tahové zkoušky širokých pásů geosyntetik. Existuje ještě mnoho detailů a provedení, které nejsou podrobně uvedeny. Pokud vás tato problematika zajímá, neváhejte nás kontaktovat, abychom vám poskytli podrobné údaje a obsah.
