Les géosynthétiques sont un terme général désignant divers produits fabriqués à partir de matériaux synthétiques utilisés dans la construction géotechnique et le génie civil. Les matières synthétiques sont des polymères à haut poids moléculaire, fabriqués à partir de produits chimiques extraits du charbon, du pétrole, du gaz naturel ou du calcaire, qui sont ensuite transformés en fibres ou en feuilles synthétiques, puis en divers produits. Les géosynthétiques ont de nombreuses propriétés mécaniques. Lors de l'essai des propriétés des matériaux et de la qualité des produits, les éléments d'essai comprennent principalement la résistance à la traction, la résistance à l'éclatement, la résistance à la déchirure, la performance de frottement, etc.
Champ d'application
Cette méthode s'applique aux essais de traction de la plupart des géosynthétiques, y compris géotextiles tissés, géotextiles non tissés, géotextiles tricotés, géocomposites, géonetsla géomatique et les produits à base de fibres métalliques. Il s'applique également aux géogrilles et les géotextiles avec des structures de mailles similaires, mais la taille des échantillons peut devoir être ajustée. Elle ne s'applique pas aux géomembranes en polymère ou en asphalte, mais elle s'applique aux géomembranes suivantes géomembranes d'argile.
Normes expérimentales
Basé sur les normes GB/T15788 et ISO10319 en tant que méthode d'essai de traction pour les géosynthétiques.
Matériel d'essai et réactifs
Machine de traction électronique
La machine de traction électronique se caractérise par sa structure compacte et sa facilité d'utilisation. Elle peut être utilisée pour les essais de traction, de compression, de flexion, de cisaillement, de pelage, de déchirement et autres tests de force avec une charge maximale de 100kN.
Fixation du géotextile à la traction
Tester les caractéristiques d'élongation d'échantillons de géotextile et d'autres tissus textiles.
Dispositif d'éclatement pneumatique de géotextile
Utilisé pour les essais d'éclatement et de perforation des géotextiles.
Extensomètre
L'extensomètre peut effectuer des essais de traction axiale répétés et est principalement utilisé pour tester la déformation de divers matériaux, y compris les matériaux métalliques, les matériaux plastiques, les matériaux composites, etc.
Réactifs
L'eau distillée et l'agent mouillant non ionique (polyoxyéthylène glycol alkyl éther général avec un rapport de volume de 0,05%) ne sont utilisés que pour le trempage des échantillons.
Préparation de l'échantillon
Nombre d'échantillons
Couper au moins 5 échantillons dans la direction longitudinale (MD) et la direction transversale (CMD).
Taille des échantillons d'essai
① Géotextiles non tissés, géotextiles tricotés, géonets, nattes géonets, géomembranes d'argile, matériaux composites de drainageet autres produits
La largeur finale de chaque spécimen est de (200±1) mm, la longueur du spécimen respecte l'espacement des pinces de 100 mm, et sa direction longitudinale est parallèle à la direction de la charge appliquée.
② Géotextiles tissés
Pour les géotextiles tissés, couper chaque spécimen à environ 220 mm de large, puis retirer un nombre à peu près égal de fils latéraux des deux côtés du spécimen pour obtenir une largeur nominale de (200±1) mm.
③Géogrilles unidirectionnelles, bidirectionnelles et quadri-directionnelles
Pour les géogrilles unidirectionnelles, bidirectionnelles et quadri-directionnelles, la largeur de chaque échantillon ne doit pas être inférieure à 200 mm et doit être suffisamment longue pour respecter l'espacement des pinces d'au moins 100 mm.
Couper toutes les nervures à 10 mm de tout nœud. (Pour les géogrilles unidirectionnelles dont l'espacement des nœuds est ≤10mm, la largeur de l'échantillon préparé doit être supérieure de 2 nervures à la largeur requise de l'échantillon. Lorsque l'échantillon est serré dans les mâchoires, coupez l'excédent aux deux extrémités).
Le calcul du résultat de l'essai (résistance) doit être lié au nombre de nervures de traction complètes par unité de largeur.
L'échantillon doit contenir au moins une rangée de nœuds ou de tissus croisés en plus des nœuds ou des tissus croisés maintenus par la pince (comme indiqué ci-dessous).
Lorsque le pas transversal du produit est inférieur à 75 mm (pas transversal : distance entre le point de départ d'une nervure (unité porteuse de force) et le point de départ de la nervure suivante), il doit y avoir au moins 4 unités de traction complètes (nervures de traction) dans le sens de la largeur.
Lorsque le pas transversal est de 75mm≤＜120mm, au moins 2 unités de traction complètes doivent être incluses.
Lorsque le pas transversal est supérieur à 120 mm, une unité de traction complète peut répondre aux exigences du test.
Les points de marquage pour la mesure de l'allongement doivent être marqués sur le point médian des nervures de traction dans la rangée centrale de l'échantillon. Les deux points de marquage doivent être distants d'au moins 60 mm et être séparés par au moins un nœud ou un tissu transversal.
Si nécessaire, les points de marquage peuvent être séparés par plusieurs rangées de nœuds ou de tissus croisés afin d'obtenir un espacement minimal de 60 mm.
Dans ce cas, les points sont marqués aux points médians ou aux nœuds des nervures, et la longueur de la jauge doit être un multiple entier de l'espacement de la grille.
Mesurer la longueur nominale de la jauge avec une précision de ±1mm.
Pour la géogrille tridimensionnelle, chaque échantillon doit avoir une largeur d'au moins 200 mm et une longueur suffisante pour respecter l'espacement des pinces d'au moins 100 mm. Couper l'échantillon et mesurer la largeur de l'échantillon conformément aux figures 4 et 5.
Le point de marquage pour la mesure de l'allongement doit être marqué au centre du nœud de l'échantillon et doit être séparé par au moins un nœud ou un tissu transversal.
Si nécessaire, le point de marquage peut être séparé par plusieurs rangées de nœuds ou de tissus croisés afin d'obtenir un espacement minimal de 60 mm.
Dans ce cas, le point de marquage doit être maintenu au milieu de la nervure et la longueur de l'espacement doit être un multiple entier de l'espacement de la grille.
Mesurer la longueur de l'espacement nominal avec une précision de ±1mm.
⑤ Échantillons humides pour essais
Lorsque la charge humide maximale et la charge sèche maximale sont toutes deux requises, la longueur de l'échantillon doit être au moins le double de la longueur spécifiée, l'échantillon doit être numéroté et deux échantillons doivent être coupés au milieu, l'un pour l'essai en milieu humide et l'autre pour l'essai en milieu sec. Le numéro de l'éprouvette doit être indiqué sur chaque éprouvette.
Pour les géosynthétiques présentant un retrait humide important, la résistance à la traction doit être mesurée sur la base de la charge humide maximale et de la largeur initiale avant trempage après conditionnement à l'humidité, avec une précision de ±1 mm.
Échantillons humides
Général
Les échantillons humides et les essais sont effectués dans des conditions atmosphériques normales. L'éprouvette est considérée comme correctement conditionnée lorsque la variation de masse de l'éprouvette lors de pesées successives effectuées à des intervalles d'au moins 2 heures ne dépasse pas 0,25% de la masse de l'éprouvette.
Conditions d'essai en milieu humide
Les spécimens utilisés pour les essais au mouillé doivent être immergés dans de l'eau à une température de (20±2)°C pendant au moins 24 heures, ce qui est suffisant pour mouiller complètement le spécimen. Pour mouiller complètement le spécimen, un agent mouillant non ionique ne dépassant pas 0,05% peut être ajouté à l'eau.
Étapes du test
1. Installation de la machine d'essai
Avant l'essai, régler la jauge de serrage à (100±3) mm (sauf pour les géosynthétiques et les géogrilles utilisant des pinces à treuil), et sélectionner la plage de charge de la machine d'essai de manière à ce que la valeur de la force soit précise à 10N.
Pour les géosynthétiques ayant un allongement de εm＞5%, régler la vitesse de traction de la machine d'essai de manière à ce que la vitesse d'allongement de l'échantillon soit de (20±5)%/min de la longueur de la jauge ; pour les géosynthétiques ayant un allongement de εm≤5%, sélectionner une vitesse de traction appropriée de manière à ce que le temps de rupture moyen de tous les échantillons soit de (30±5)s.
L'échantillon humide est testé dans les 3 minutes qui suivent son prélèvement.
2. Serrer l'échantillon
Serrer l'échantillon dans la pince de manière centrée. Notez que la direction de la longueur de l'échantillon pour les essais longitudinaux et transversaux est parallèle à la direction de la charge.
L'approche appropriée consiste à faire coïncider autant que possible les deux lignes de marquage pré-dessinées sur la largeur de l'échantillon et distantes de 100 mm avec les bords des pinces supérieure et inférieure.
3. Installer l'extensomètre
Fixer des points de marquage sur l'échantillon à des intervalles de 60 mm (30 mm du centre de l'échantillon respectivement) et fixer l'extensomètre.
4. Déterminer les propriétés de traction
Démarrer la machine d'essai et appliquer une précharge de 1% de la charge maximale prévue pour déterminer le point de départ de l'essai d'allongement initial. Continuer à appliquer la charge jusqu'à la rupture de l'échantillon.
Arrêter l'essai et remettre le mandrin dans sa position initiale. Enregistrer et signaler la charge maximale (avec une précision de 10N/m) ; enregistrer l'allongement, avec une précision d'une décimale.
Sur la base des conditions observées sur le spécimen pendant l'essai, de la variabilité unique des géosynthétiques et des réglementations pertinentes, déterminer si les résultats de l'essai doivent être rejetés.
5. Déterminer l'allongement
Utiliser un dispositif d'enregistrement approprié pour mesurer l'augmentation de la longueur réelle de l'éprouvette à une charge donnée.
Calcul des résultats des tests
1. Résistance à la traction
Substituer les données obtenues de la machine d'essai dans la formule (1) pour calculer la résistance à la traction Tmax de chaque échantillon.
（1）Tmax = Fmax X c
Fmax - Charge maximale enregistrée, en kN.
C - Calculé à l'aide de la formule appropriée (2) ou (3).
Pour les géotextiles tissés, les géotextiles non tissés, les géotextiles tricotés, les géonets, la géomatique, les géomembranes d'argile, les composites de drainage, les trigrilles et d'autres produits :
（2）C = 1 / B
B - Largeur nominale du motif, en mètres.
（3）c = Nm / n
Nm - le nombre d'unités de traction dans la largeur de 1 m de l'échantillon.
n - le nombre d'unités de traction dans l'échantillon réel.
Pour les produits composites, choisir la formule (2) ou la formule (3) en fonction de l'unité portante principale. Pour les produits présentant une courbe à deux pics (comme la figure 7), les résultats correspondant aux deux pics doivent être calculés séparément.
2. Allongement sous charge maximale
Noter l'allongement sous la charge maximale de chaque échantillon, exprimé en pourcentage (tel que AF dans la figure 8), avec une précision de 0,1%. L'allongement sous charge maximale peut être calculé selon la formule (4) :
（4）e max = (△L - Lo') / Lo x 100
e max - l'allongement à la charge maximale, %.
△L - allongement à la charge maximale, mm.
Lo' - allongement lorsque la précharge est atteinte, mm.
Lo - longueur réelle de l'intervalle, mm.
3. Allongement à la résistance nominale
Enregistrer l'allongement à la résistance nominale de chaque échantillon, exprimé en pourcentage, avec une précision de 0,1%.
4. Module de coupe
Déterminer la résistance à un allongement spécifique et calculer le module de coupe à cet allongement spécifique selon la formule (5).
（5）J = F x c x 100 / e
J - Module sécant, kN/m.
F - Résistance mesurée à l'allongement e, kN.
C - Calculé selon la formule (2) ou la formule (3) appropriée.
e - Élongation spécifique, %.
5. Valeur moyenne et coefficient de variation
Calculer la valeur moyenne et le coefficient de variation de la résistance à la traction, de l'allongement sous charge maximale et du module sécant de deux groupes d'échantillons dans la direction longitudinale ou transversale respectivement.
La résistance à la traction et le module sécant sont précis à trois chiffres significatifs, l'allongement est précis à 1% et le coefficient de variation est précis à 0,1%.
Résumé
Ce qui précède est le contenu général de la conception de la méthode d'essai de traction sur bandes larges de géosynthétiques. Il existe encore de nombreux détails et mises en œuvre qui ne sont pas répertoriés en détail. Si vous êtes intéressé par ce sujet, n'hésitez pas à nous contacter pour obtenir des données et un contenu détaillés.
