Geosintetika - tai bendras terminas, kuriuo vadinami įvairūs gaminiai iš sintetinių medžiagų, naudojami geotechnikoje ir civilinėje inžinerijoje. Sintetinės medžiagos - tai didelės molekulinės masės polimerai, kurie gaminami iš cheminių medžiagų, išgaunamų iš anglies, naftos, gamtinių dujų ar kalkakmenio, ir toliau perdirbami į pluoštus ar sintetinius lakštus, o galiausiai iš jų gaminami įvairūs gaminiai. Geosintetinės medžiagos pasižymi daugeliu mechaninių savybių. Tiriant jų medžiagų savybes ir gaminio kokybę, daugiausia bandoma tempimo stipris, plyšimo stipris, plyšimo stipris, trinties savybės ir kt.
Taikymo sritis
Šis metodas taikomas daugelio geosintetinių medžiagų tempimo bandymams, įskaitant austi geotekstilės gaminiai, neaustinė geotekstilė, megzta geotekstilė, geokompozitai, geonetai, geomatikos ir metalo pluošto gaminiai. Jis taip pat taikomas geotinklai ir geotekstilę su panašia akių struktūra, tačiau gali tekti koreguoti bandinio dydį. Jis netaikomas polimerinėms ar asfalto geomembranoms, bet taikomas molio geomembranos.
Eksperimentiniai standartai
Remiantis GB/T15788 ir ISO10319, kaip geosintetinių medžiagų tempimo bandymo metodų standartais.
Bandymų įranga ir reagentai
Elektroninė tempimo mašina
Elektroninė tempimo mašina pasižymi kompaktiška konstrukcija ir paprastu naudojimu. Juo galima atlikti tempimo, gniuždymo, lenkimo, kirpimo, lupimo, plėšimo ir kitus jėgos bandymus, kurių didžiausia apkrova - 100 kN.
Geotekstilės įtempimo įtaisas
Išbandykite geotekstilės ir kitų tekstilės audinių pavyzdžių pailgėjimo charakteristikas.
Pneumatinis geotekstilės plyšimo įtaisas
Naudojamas geotekstilės plyšimo ir pradūrimo bandymams atlikti.
Ekstensometras
Ekstensometru galima atlikti daugkartinius ašinius tempimo bandymus ir jis daugiausia naudojamas įvairių medžiagų, įskaitant metalines, plastikines, kompozicines ir kt., deformacijai tikrinti.
Reagentai
Distiliuotas vanduo ir nejoninis drėkiklis (bendrasis polioksietilenglikolio alkilo eteris, kurio tūrio santykis yra 0,05%) naudojami tik bandiniams mirkyti.
Tiriamojo mėginio paruošimas
Tiriamųjų mėginių skaičius
Išpjaukite ne mažiau kaip 5 bandinius išilgine (MD) ir skersine (CMD) kryptimis.
Bandinių dydis
① Neaustinė geotekstilė, megzta geotekstilė, geonetai, geonetiniai kilimėliai, molio geomembranos, drenažo kompozicinės medžiagosir kiti produktai
Galutinis kiekvieno bandinio plotis yra (200±1) mm, bandinio ilgis atitinka 100 mm atstumą tarp spaustuvų, o jo ilgio kryptis yra lygiagreti veikiamos apkrovos krypčiai.
② Austos geotekstilės
Kiekvieną austos geotekstilės pavyzdį supjaustykite maždaug 220 mm pločio, tada iš abiejų pavyzdžio pusių pašalinkite maždaug vienodą skaičių šoninių siūlų, kad vardinis pavyzdžio plotis būtų (200±1) mm.
③Vienakrypčiai, dvikrypčiai ir keturkrypčiai geotinklai
Vienkrypčių, dvikrypčių ir keturkrypčių geotinklų kiekvieno bandinio plotis turi būti ne mažesnis kaip 200 mm, o ilgis - pakankamas, kad būtų laikomasi ne mažesnio kaip 100 mm atstumo tarp gnybtų.
Nupjaukite visas briaunas 10 mm atstumu nuo bet kurio mazgo. (Vienakrypčių geotinklų gaminių, kurių atstumas tarp mazgų ≤ 10 mm, paruošto bandinio plotis turėtų būti 2 briaunomis platesnis už reikiamą bandinio plotį. Kai bandinys bus suspaustas į spaustuvus, nupjaukite perteklių abiejuose galuose).
Apskaičiuojant bandymo rezultatą (stiprį), jis turėtų būti susietas su pilnų tempimo briaunų skaičiumi viename pločio vienete.
Bandinyje turi būti bent viena mazgų ar skersinių audinių eilė, neskaitant mazgų ar skersinių audinių, kuriuos laiko spaustukas (kaip parodyta toliau).
Kai gaminio skersinis žingsnis yra mažesnis nei 75 mm (skersinis žingsnis - atstumas tarp vienos briaunos (jėgą laikančio vieneto) pradžios taško ir kitos briaunos pradžios taško), gaminio pločio kryptimi turi būti bent 4 ištisiniai tempimo vienetai (tempimo briaunos).
Kai skersinis žingsnis yra 75 mm≤＜120 mm, reikia įtraukti bent 2 pilnus tempimo vienetus.
Kai skersinis žingsnis yra didesnis nei 120 mm, bandymo reikalavimus gali atitikti 1 visas tempimo vienetas.
Žymėjimo taškai, skirti pailgėjimui matuoti, turi būti pažymėti bandinio vidurinėje eilėje esančių tempiamųjų briaunų viduryje. Du žymėjimo taškai turėtų būti ne mažiau kaip 60 mm vienas nuo kito ir juos turėtų skirti ne mažiau kaip 1 mazgas arba skersinis audinys.
Jei reikia, žymėjimo taškus galima atskirti keliomis mazgų eilėmis arba kryžminiais audiniais, kad tarpai tarp jų būtų ne mažesni kaip 60 mm.
Šiuo atveju taškus pažymėkite šonkaulių vidurio taškuose arba mazguose, o matuoklio ilgis turėtų būti sveikasis tinklelio atstumo kartotinis.
Išmatuokite vardinį gabarito ilgį ±1 mm tikslumu.
Trijų matmenų geotinklo kiekvienas bandinys turi būti ne mažiau kaip 200 mm pločio ir pakankamo ilgio, kad tarpai tarp gnybtų būtų ne mažesni kaip 100 mm. Išpjaukite bandinį ir išmatuokite jo plotį pagal 4 ir 5 paveikslėlius.
Žymėjimo taškas pailgėjimui matuoti turi būti pažymėtas bandinio mazgo centre ir turi būti atskirtas bent 1 mazgu arba skersiniu audiniu.
Jei reikia, žymėjimo tašką galima atskirti keliomis mazgų eilėmis arba kryžminiu audiniu, kad atstumas tarp jų būtų ne mažesnis kaip 60 mm.
Šiuo atveju žymėjimo taškas turėtų būti ties briaunos viduriu, o atstumo ilgis turėtų būti sveikasis tinklelio atstumo kartotinis.
Nominalųjį atstumo ilgį išmatuokite tiksliai ±1 mm tikslumu.
⑤ Šlapi bandiniai bandymams
Kai reikia nustatyti ir didžiausią šlapią, ir didžiausią sausą apkrovą, bandinio ilgis turi būti bent du kartus didesnis už nurodytąjį, bandinys turi būti sunumeruotas, o iš jo vidurio turi būti išpjauti du bandiniai - vienas šlapiam, kitas sausam bandymui. Ant kiekvieno bandinio turi būti pažymėtas bandinio numeris.
Geosintetinių medžiagų, kurios smarkiai susitraukia drėgnuoju būdu, tempiamasis stipris matuojamas remiantis didžiausia drėgnąja apkrova ir pradiniu pločiu prieš įmirkstant po drėgmės kondicionavimo ±1 mm tikslumu.
Šlapi pavyzdžiai
Bendra
Šlapi bandiniai ir bandymai atliekami standartinėmis atmosferos sąlygomis. Bandinys laikomas tinkamai kondicionuotu, kai bandinio masės pokytis po nuoseklių svėrimų ne mažesniais kaip 2 valandų intervalais neviršija 0,25% bandinio masės.
Drėgnos bandymų sąlygos
Bandiniai, naudojami drėgniems bandymams, panardinami į (20±2) °C temperatūros vandenį ne trumpiau kaip 24 valandoms, kad bandinys visiškai sudrėktų. Kad bandinys būtų visiškai sudrėkintas, į vandenį galima įpilti nejoninio drėkiklio, kurio koncentracija neviršija 0,05%.
Bandymo etapai
1. Nustatykite bandymų mašiną
Prieš bandymą sureguliuokite gnybtų matuoklį iki (100±3) mm (išskyrus geosintetinius ir geotinklus, kuriems naudojami gervės gnybtai) ir pasirinkite bandymų mašinos apkrovos diapazoną taip, kad jėgos vertė būtų 10 N tikslumo.
Geosintetinių medžiagų, kurių pailgėjimas εm＞5%, bandymų mašinos tempimo greitį nustatykite taip, kad bandinio pailgėjimo greitis būtų (20±5)%/min matuojamojo ilgio; geosintetinių medžiagų, kurių pailgėjimas εm≤5%, atveju pasirinkite tinkamą tempimo greitį taip, kad visų bandinių vidutinis plyšimo laikas būtų (30±5)s.
Šlapias mėginys tiriamas per 3 minutes nuo jo paėmimo.
2. Užspauskite bandinį
Užspauskite bandinį spaustuve centruotai. Atkreipkite dėmesį, kad bandinio ilgio kryptis atliekant išilginius ir skersinius bandymus yra lygiagreti apkrovos krypčiai.
Tikslinga, kad dvi iš anksto nubrėžtos žymėjimo linijos per visą bandinio plotį ir 100 mm atstumu viena nuo kitos kuo labiau sutaptų su viršutinio ir apatinio spaustuvų kraštais.
3. Sumontuokite ekstensometrą
Nustatykite žymėjimo taškus ant bandinio kas 60 mm (atitinkamai 30 mm nuo bandinio centro) ir pritvirtinkite ekstensometrą.
4. Nustatykite tempimo savybes
Įjunkite bandymo mašiną ir, norėdami nustatyti pradinio pailgėjimo bandymo pradinį tašką, įtempkite 1% numatomos didžiausios apkrovos. Toliau veikite apkrovą, kol bandinys nutrūks.
Sustabdykite bandymą ir grąžinkite griebtuvą į pradinę padėtį. Užregistruokite ir praneškite didžiausią apkrovą (10 N/m tikslumu); užregistruokite pailgėjimą vieno skaitmens po kablelio tikslumu.
Remdamiesi bandymo metu stebėtomis bandinio sąlygomis, unikaliu geosintetinių medžiagų kintamumu ir atitinkamais reglamentais, nustatykite, ar bandymo rezultatai turėtų būti atmesti.
5. Nustatyti pailgėjimą
Naudokite tinkamą registravimo prietaisą, kad išmatuotumėte bandinio faktinio ilgio padidėjimą, esant bet kokiai konkrečiai apkrovai.
Bandymų rezultatų apskaičiavimas
1. Tempimo stipris
Į (1) formulę įrašykite bandymų staklėmis gautus duomenis ir apskaičiuokite kiekvieno bandinio tempimo stiprį Tmax.
（1）Tmax = Fmax X c
Fmax - didžiausia užregistruota apkrova, kN.
C - apskaičiuojamas pagal atitinkamą (2) arba (3) formulę.
Audžiama geotekstilei, neaustinei geotekstilei, trikotažinei geotekstilei, geonetams, geomatricai, molio geomembranoms, drenažo kompozitams, trikotažiniams tinklams ir kitiems gaminiams:
（2）C = 1 / B
B - vardinis rašto plotis, metrais.
（3）c = Nm / n
Nm - tempimo vienetų skaičius 1 m pločio bandinyje.
n - tempimo vienetų skaičius faktiniame bandinyje.
Sudėtiniams gaminiams pasirinkite (2) arba (3) formulę pagal pagrindinį laikantįjį vienetą. Gaminių, kurių kreivė turi dvi viršūnes (pvz., 7 pav.), rezultatai, atitinkantys dvi viršūnes, turėtų būti skaičiuojami atskirai.
2. Pailgėjimas, veikiant maksimaliai apkrovai
Užrašykite kiekvieno bandinio pailgėjimą, veikiant didžiausiai apkrovai, išreikštą procentais (pvz., AF 8 paveiksle), 0,1% tikslumu. Pailgėjimą veikiant didžiausiai apkrovai galima apskaičiuoti pagal (4) formulę:
（4）e max = (△L - Lo') / Lo x 100
e max - pailgėjimas esant maksimaliai apkrovai, %.
△L - pailgėjimas esant maksimaliai apkrovai, mm.
Lo' - pailgėjimas pasiekus išankstinę apkrovą, mm.
Lo - faktinis intervalo ilgis, mm.
3. Pailgėjimas esant nominaliam stiprumui
Užrašykite kiekvieno bandinio pailgėjimą esant nominaliajam stiprumui, išreikštą procentais, 0,1% tikslumu.
4. Pjovimo modulis
Nustatykite stiprį esant tam tikram pailgėjimui ir pagal (5) formulę apskaičiuokite pjovimo modulį esant tam tikram pailgėjimui.
（5）J = F x c x 100 / e
J - atsilenkimo modulis, kN/m.
F - stipris, išmatuotas esant pailgėjimui e, kN.
C - apskaičiuojama pagal atitinkamą (2) arba (3) formulę.
e - specifinis pailgėjimas, %.
5. Vidutinė vertė ir variacijos koeficientas
Apskaičiuokite dviejų bandinių grupių tempiamojo stiprio, pailgėjimo veikiant didžiausiai apkrovai ir sekantinio modulio vidutinę vertę ir kitimo koeficientą atitinkamai išilgine arba skersine kryptimi.
Tempiamasis stipris ir sekantysis modulis yra trijų reikšminių skaičių tikslumu, pailgėjimas - 1% tikslumu, o variacijos koeficientas - 0,1% tikslumu.
Santrauka
Pirmiau pateiktas bendras geosintetinių medžiagų plačios juostos tempimo bandymo metodo konstrukcijos turinys. Dar yra daug detalių ir įgyvendinimo būdų, kurie nėra išsamiai išvardyti. Jei jus tai domina, nedvejodami kreipkitės į mus dėl išsamių duomenų ir turinio.
