Τα γεωσυνθετικά είναι ένας γενικός όρος για διάφορα προϊόντα από συνθετικά υλικά που χρησιμοποιούνται στις γεωτεχνικές κατασκευές και στις κατασκευές πολιτικού μηχανικού. Τα συνθετικά είναι πολυμερή υψηλού μοριακού βάρους, τα οποία παρασκευάζονται από χημικές ουσίες που εξάγονται από άνθρακα, πετρέλαιο, φυσικό αέριο ή ασβεστόλιθο, και επεξεργάζονται περαιτέρω σε ίνες ή συνθετικά φύλλα και τελικά μετατρέπονται σε διάφορα προϊόντα. Τα γεωσυνθετικά έχουν πολλές μηχανικές ιδιότητες. Κατά τη δοκιμή των ιδιοτήτων των υλικών τους και της ποιότητας των προϊόντων τους, τα στοιχεία δοκιμής περιλαμβάνουν κυρίως την αντοχή σε εφελκυσμό, την αντοχή σε διάρρηξη, την αντοχή σε σχίσιμο, την απόδοση τριβής κ.λπ.
Πεδίο εφαρμογής
Η μέθοδος αυτή εφαρμόζεται στις δοκιμές εφελκυσμού των περισσότερων γεωσυνθετικών, συμπεριλαμβανομένων υφασμένα γεωυφάσματα, μη υφασμένα γεωυφάσματα, πλεκτά γεωυφάσματα, γεωσύνθετα, γεωδίκτυα, γεωμετρικά και προϊόντα μεταλλικών ινών. Εφαρμόζεται επίσης σε γεωπλέγματα και γεωυφάσματα με παρόμοιες δομές ματιών, αλλά το μέγεθος του δείγματος μπορεί να χρειαστεί να προσαρμοστεί. Δεν ισχύει για τις πολυμερείς ή ασφαλτικές γεωμεμβράνες, αλλά ισχύει για αργιλικές γεωμεμβράνες.
Πειραματικά πρότυπα
Με βάση τα πρότυπα GB / T15788 και ISO10319 ως πρότυπα μεθόδου δοκιμής εφελκυσμού για γεωσυνθετικά.
Εξοπλισμός δοκιμών και αντιδραστήρια
Ηλεκτρονική μηχανή εφελκυσμού
Η ηλεκτρονική μηχανή εφελκυσμού έχει τα χαρακτηριστικά της συμπαγούς δομής και της εύκολης χρήσης. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για δοκιμές εφελκυσμού, συμπίεσης, κάμψης, διάτμησης, αποκόλλησης, σχισίματος και άλλων δυνάμεων με μέγιστο φορτίο 100kN.
Συνδεσμολογία γεωυφάσματος σε εφελκυσμό
Δοκιμάστε τα χαρακτηριστικά επιμήκυνσης των γεωυφασμάτων και άλλων δειγμάτων υφασμάτων.
Πνευματικό εξάρτημα διάρρηξης γεωυφάσματος
Χρησιμοποιείται για δοκιμές διάρρηξης και διάτρησης γεωυφασμάτων.
Εκτασιόμετρο
Το εκτατόμετρο μπορεί να εκτελεί επαναλαμβανόμενες δοκιμές αξονικού εφελκυσμού και χρησιμοποιείται κυρίως για τη δοκιμή της παραμόρφωσης διαφόρων υλικών, συμπεριλαμβανομένων των μεταλλικών υλικών, των πλαστικών υλικών, των σύνθετων υλικών κ.λπ.
Αντιδραστήρια
Αποσταγμένο νερό και μη ιοντικό διαβρεκτικό μέσο (γενικός αλκυλαιθέρας πολυοξυαιθυλενογλυκόλης με αναλογία όγκου 0,05%) χρησιμοποιούνται μόνο για την εμβάπτιση των δειγμάτων.
Προετοιμασία δείγματος δοκιμής
Αριθμός δειγμάτων δοκιμής
Κόψτε τουλάχιστον 5 δοκίμια στη διαμήκη διεύθυνση (MD) και στην εγκάρσια διεύθυνση (CMD).
Μέγεθος των δειγμάτων δοκιμής
① Μη υφασμένα γεωυφάσματα, πλεκτά γεωυφάσματα, γεωμεμβράνες, ματ γεωμεμβρανών, αργιλικές γεωμεμβράνες, σύνθετα υλικά αποστράγγισης, και άλλα προϊόντα
Το τελικό πλάτος κάθε δοκιμίου είναι (200±1) mm, το μήκος του δοκιμίου ανταποκρίνεται στην απόσταση των 100 mm μεταξύ των σφιγκτήρων και η διεύθυνση του μήκους του είναι παράλληλη προς τη διεύθυνση του εφαρμοζόμενου φορτίου.
② Υφαντά γεωυφάσματα
Για τα υφαντά γεωυφάσματα, κόψτε κάθε δείγμα σε πλάτος περίπου 220 mm και στη συνέχεια αφαιρέστε περίπου ίσο αριθμό πλευρικών νημάτων και από τις δύο πλευρές του δείγματος για να αποκτήσετε ονομαστικό πλάτος δείγματος (200±1) mm.
③Μονοκατευθυντικά, αμφίδρομα και τετρακατευθυντικά γεωπλέγματα
Για τα γεωπλέγματα μονής, διπλής και τεσσάρων κατευθύνσεων, το πλάτος κάθε δοκιμίου δεν πρέπει να είναι μικρότερο από 200 mm και πρέπει να είναι αρκετά μακρύ ώστε να τηρείται η απόσταση μεταξύ των σφιγκτήρων τουλάχιστον 100 mm.
Κόψτε όλες τις νευρώσεις 10 mm μακριά από κάθε κόμβο. (Για προϊόντα γεωπλέγματος μονής κατεύθυνσης με απόσταση μεταξύ κόμβων ≤10mm, το πλάτος του παρασκευασμένου δοκιμίου πρέπει να είναι κατά 2 νευρώσεις μεγαλύτερο από το απαιτούμενο πλάτος του δοκιμίου. Όταν το δοκίμιο σφίγγεται στις σιαγόνες, κόψτε την περίσσεια και στα δύο άκρα).
Ο υπολογισμός του αποτελέσματος της δοκιμής (αντοχή) πρέπει να σχετίζεται με τον αριθμό των πλήρων εφελκυστικών νευρώσεων ανά μονάδα πλάτους.
Το δείγμα πρέπει να περιέχει τουλάχιστον μία σειρά από κόμβους ή εγκάρσιους ιστούς εκτός από τους κόμβους ή τους εγκάρσιους ιστούς που συγκρατούνται από τον σφιγκτήρα (όπως φαίνεται παρακάτω).
Όταν το εγκάρσιο βήμα του προϊόντος είναι μικρότερο από 75 mm (εγκάρσιο βήμα: η απόσταση μεταξύ του σημείου εκκίνησης μιας νευρώσεως (μονάδα που φέρει δύναμη) και του σημείου εκκίνησης της επόμενης νευρώσεως), θα πρέπει να υπάρχουν τουλάχιστον 4 πλήρεις μονάδες εφελκυσμού (νευρώσεις εφελκυσμού) στην κατεύθυνση του πλάτους του.
Όταν το εγκάρσιο βήμα είναι 75mm≤＜120mm, πρέπει να περιλαμβάνονται τουλάχιστον 2 πλήρεις μονάδες εφελκυσμού.
Όταν το εγκάρσιο βήμα είναι μεγαλύτερο από 120 mm, 1 πλήρης μονάδα εφελκυσμού μπορεί να ικανοποιήσει τις απαιτήσεις της δοκιμής.
Τα σημεία σήμανσης για τη μέτρηση της επιμήκυνσης πρέπει να σημειώνονται στο μέσο των νευρώσεων εφελκυσμού στη μεσαία σειρά του δοκιμίου. Τα δύο σημεία σήμανσης πρέπει να απέχουν μεταξύ τους τουλάχιστον 60 mm και να απέχουν μεταξύ τους τουλάχιστον 1 κόμβο ή εγκάρσιο ιστό.
Εάν είναι απαραίτητο, τα σημεία σήμανσης μπορούν να διαχωρίζονται με πολλαπλές σειρές κόμβων ή εγκάρσιους ιστούς, ώστε να επιτυγχάνεται ελάχιστη απόσταση 60 χιλιοστών.
Στην περίπτωση αυτή, σημειώστε τα σημεία στα μέσα σημεία ή στους κόμβους των νευρώσεων και το μήκος του μετρητή πρέπει να είναι ακέραιο πολλαπλάσιο της απόστασης του πλέγματος.
Μετρήστε το ονομαστικό μήκος του μετρητή με ακρίβεια ±1mm.
Για τρισδιάστατο γεωπλέγμα, κάθε δοκίμιο πρέπει να έχει πλάτος τουλάχιστον 200 mm και επαρκές μήκος ώστε να πληροί την απόσταση μεταξύ των σφιγκτήρων τουλάχιστον 100 mm. Κόψτε το δοκίμιο και μετρήστε το πλάτος του δοκιμίου σύμφωνα με τα σχήματα 4 και 5.
Το σημείο σήμανσης για τη μέτρηση της επιμήκυνσης θα πρέπει να σημειώνεται στο κέντρο του κόμβου του δείγματος και θα πρέπει να απέχει τουλάχιστον 1 κόμβος ή εγκάρσιος ιστός.
Εάν είναι απαραίτητο, το σημείο σήμανσης μπορεί να διαχωρίζεται από πολλαπλές σειρές κόμβων ή εγκάρσιου ιστού για να επιτευχθεί ελάχιστη απόσταση 60 mm.
Σε αυτή την περίπτωση, το σημείο σήμανσης πρέπει να διατηρείται στο μέσο της νευρώσεως και το μήκος της αποστάσεως πρέπει να είναι ακέραιο πολλαπλάσιο της αποστάσεως του πλέγματος.
Μετρήστε το ονομαστικό μήκος της απόστασης με ακρίβεια ±1mm.
⑤ Υγρά δείγματα για δοκιμές
Όταν απαιτείται τόσο το μέγιστο υγρό φορτίο όσο και το μέγιστο ξηρό φορτίο, το μήκος του δοκιμίου πρέπει να είναι τουλάχιστον διπλάσιο από το καθορισμένο μήκος, το δοκίμιο πρέπει να αριθμηθεί και δύο δοκίμια πρέπει να κοπούν από τη μέση, ένα για υγρή δοκιμή και ένα για ξηρή δοκιμή. Ο αριθμός του δοκιμίου πρέπει να αναγράφεται σε κάθε δοκίμιο.
Για τα γεωσυνθετικά με έντονη υγρή συρρίκνωση, η αντοχή σε εφελκυσμό μετράται με βάση το μέγιστο υγρό φορτίο και το αρχικό πλάτος πριν από την διαβροχή μετά την επεξεργασία με υγρασία, με ακρίβεια ±1mm.
Υγρά δείγματα
Γενικά
Τα υγρά δοκίμια και οι δοκιμές διεξάγονται υπό κανονικές ατμοσφαιρικές συνθήκες. Το δοκίμιο θεωρείται ότι έχει υποστεί κατάλληλη προετοιμασία όταν η μεταβολή της μάζας του δοκιμίου σε διαδοχικές ζυγίσεις σε διαστήματα τουλάχιστον 2 ωρών δεν υπερβαίνει το 0,25% της μάζας του δοκιμίου.
Υγρές συνθήκες δοκιμής
Τα δοκίμια που χρησιμοποιούνται για υγρές δοκιμές πρέπει να βυθίζονται σε νερό σε θερμοκρασία (20±2)°C για τουλάχιστον 24 ώρες, η οποία είναι επαρκής για την πλήρη διαβροχή του δοκιμίου. Για την πλήρη διαβροχή του δοκιμίου, μπορεί να προστεθεί στο νερό μη ιονικός διαβρεκτικός παράγοντας που δεν υπερβαίνει το 0,05%.
Βήματα δοκιμής
1. Ρύθμιση της μηχανής δοκιμών
Πριν από τη δοκιμή, ρυθμίστε το μετρητή σφιγκτήρα σε (100±3) mm (εκτός από τα γεωσυνθετικά και τα γεωπλέγματα που χρησιμοποιούν σφιγκτήρες βαρούλκου) και επιλέξτε το εύρος φορτίου της μηχανής δοκιμών έτσι ώστε η τιμή της δύναμης να είναι ακριβής στα 10N.
Για γεωσυνθετικά με επιμήκυνση εm＞5%, ρυθμίστε την ταχύτητα εφελκυσμού της μηχανής δοκιμών έτσι ώστε ο ρυθμός επιμήκυνσης του δείγματος να είναι (20±5)%/min του μήκους του μετρητή- για γεωσυνθετικά με επιμήκυνση εm≤5%, επιλέξτε κατάλληλη ταχύτητα εφελκυσμού έτσι ώστε ο μέσος χρόνος θραύσης όλων των δειγμάτων να είναι (30±5)s.
Το υγρό δείγμα εξετάζεται εντός 3 λεπτών από την αφαίρεση.
2. Σφίξτε το δείγμα
Σφίξτε το δείγμα στο σφιγκτήρα με κεντραρισμένο τρόπο. Σημειώστε ότι η διεύθυνση μήκους του δοκιμίου για διαμήκεις και εγκάρσιες δοκιμές είναι παράλληλη προς τη διεύθυνση του φορτίου.
Η ενδεδειγμένη προσέγγιση είναι να συμπίπτουν όσο το δυνατόν περισσότερο με τις άκρες του άνω και του κάτω σφιγκτήρα οι δύο προ-σχεδιασμένες γραμμές σήμανσης σε όλο το πλάτος του δείγματος και σε απόσταση 100 mm μεταξύ τους.
3. Εγκαταστήστε το εκτατόμετρο
Ορίστε σημεία σήμανσης στο δοκίμιο ανά 60 mm (30 mm από το κέντρο του δοκιμίου αντίστοιχα) και στερεώστε το εκτατόμετρο.
4. Προσδιορίστε τις ιδιότητες εφελκυσμού
Εκκινήστε τη μηχανή δοκιμής και εφαρμόστε προφόρτιση 1% του αναμενόμενου μέγιστου φορτίου για να καθορίσετε το σημείο εκκίνησης της δοκιμής αρχικής επιμήκυνσης. Συνεχίστε να εφαρμόζετε το φορτίο μέχρι να σπάσει το δοκίμιο.
Σταματήστε τη δοκιμή και επαναφέρετε το τσοκ στην αρχική του θέση. Καταγράψτε και αναφέρετε το μέγιστο φορτίο (με ακρίβεια 10N/m)- καταγράψτε την επιμήκυνση με ακρίβεια ενός δεκαδικού ψηφίου.
Με βάση τις συνθήκες που παρατηρήθηκαν στο δείγμα κατά τη διάρκεια της δοκιμής, τη μοναδική μεταβλητότητα των γεωσυνθετικών και τους σχετικούς κανονισμούς, καθορίστε εάν τα αποτελέσματα της δοκιμής πρέπει να απορριφθούν.
5. Προσδιορίστε την επιμήκυνση
Χρησιμοποιήστε μια κατάλληλη συσκευή καταγραφής για να μετρήσετε την αύξηση του πραγματικού μήκους του δοκιμίου σε οποιοδήποτε συγκεκριμένο φορτίο.
Υπολογισμός των αποτελεσμάτων των δοκιμών
1. Αντοχή σε εφελκυσμό
Αντικαταστήστε τα δεδομένα που λαμβάνονται από τη μηχανή δοκιμής στον τύπο (1) για να υπολογίσετε την αντοχή σε εφελκυσμό Tmax κάθε δείγματος.
（1）Tmax = Fmax X c
Fmax - Μέγιστο καταγεγραμμένο φορτίο, σε kN.
C - Υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον κατάλληλο τύπο (2) ή (3).
Για υφαντά γεωυφάσματα, μη υφαντά γεωυφάσματα, πλεκτά γεωυφάσματα, γεωπλέγματα, γεωμεμβράνες από άργιλο, σύνθετα υλικά αποστράγγισης και τριπλέγματα και άλλα προϊόντα:
（2）C = 1 / B
B - Ονομαστικό πλάτος του σχεδίου, σε μέτρα.
（3）c = Nm / n
Nm - ο αριθμός των μονάδων εφελκυσμού σε πλάτος 1m του δείγματος.
n - ο αριθμός των μονάδων εφελκυσμού στο πραγματικό δείγμα.
Για σύνθετα προϊόντα, επιλέξτε τον τύπο (2) ή τον τύπο (3) ανάλογα με την κύρια μονάδα φέροντος οργανισμού. Για προϊόντα με καμπύλη διπλής κορυφής (όπως το σχήμα 7), τα αποτελέσματα που αντιστοιχούν στις δύο κορυφές πρέπει να υπολογίζονται χωριστά.
2. Επιμήκυνση υπό μέγιστο φορτίο
Καταγράψτε την επιμήκυνση υπό το μέγιστο φορτίο κάθε δείγματος, εκφρασμένη ως ποσοστό (όπως AF στο Σχήμα 8), με ακρίβεια 0,1%. Η επιμήκυνση υπό μέγιστο φορτίο μπορεί να υπολογιστεί σύμφωνα με τον τύπο (4):
（4）e max = (△L - Lo') / Lo x 100
e max - επιμήκυνση στο μέγιστο φορτίο, %.
△L - επιμήκυνση στο μέγιστο φορτίο, mm.
Lo' - επιμήκυνση όταν επιτευχθεί η προφόρτιση, mm.
Lo - πραγματικό μήκος διαστήματος, mm.
3. Επιμήκυνση στην ονομαστική αντοχή
Καταγράψτε την επιμήκυνση στην ονομαστική αντοχή κάθε δοκιμίου, εκφρασμένη ως ποσοστό, με ακρίβεια 0,1%.
4. Μέτρο κοπής
Προσδιορίστε την αντοχή σε μια συγκεκριμένη επιμήκυνση και υπολογίστε το μέτρο κοπής σε αυτή τη συγκεκριμένη επιμήκυνση σύμφωνα με τον τύπο (5).
（5）J = F x c x 100 / e
J - Μέτρο διατομής, kN/m.
F - Αντοχή μετρούμενη στην επιμήκυνση e, kN.
C - Υπολογίζεται σύμφωνα με τον κατάλληλο τύπο (2) ή τύπο (3).
e - Ειδική επιμήκυνση, %.
5. Μέση τιμή και συντελεστής διακύμανσης
Υπολογίστε τη μέση τιμή και τον συντελεστή μεταβολής της εφελκυστικής αντοχής, της επιμήκυνσης υπό μέγιστο φορτίο και του μέτρου πλαστιμότητας δύο ομάδων δοκιμίων κατά τη διαμήκη ή την εγκάρσια διεύθυνση αντίστοιχα.
Η αντοχή σε εφελκυσμό και το τέμνον μέτρο είναι ακριβή με ακρίβεια τριών σημαντικών ψηφίων, η επιμήκυνση είναι ακριβής με ακρίβεια 1% και ο συντελεστής μεταβλητότητας είναι ακριβής με ακρίβεια 0,1%.
Περίληψη
Το παραπάνω είναι το γενικό περιεχόμενο του σχεδιασμού της μεθόδου δοκιμής εφελκυσμού ευρείας λωρίδας γεωσυνθετικών. Υπάρχουν ακόμη πολλές λεπτομέρειες και εφαρμογές που δεν αναφέρονται λεπτομερώς. Εάν σας ενδιαφέρει αυτό, μη διστάσετε να επικοινωνήσετε μαζί μας για λεπτομερή στοιχεία και περιεχόμενο.
