Geosintetic este un termen general pentru diverse produse din materiale sintetice utilizate în construcțiile geotehnice și de inginerie civilă. Materialele sintetice sunt polimeri cu masă moleculară mare, obținuți din substanțe chimice extrase din cărbune, petrol, gaze naturale sau calcar, care sunt transformate ulterior în fibre sau foi sintetice și, în final, transformate în diverse produse. Geosinteticele au multe proprietăți mecanice. Atunci când se testează proprietățile materialelor și calitatea produselor, elementele de testare includ în principal rezistența la tracțiune, rezistența la rupere, rezistența la rupere, performanța la frecare etc.
Domeniul de aplicare
Această metodă se aplică încercărilor la tracțiune ale majorității geosinteticelor, inclusiv geotextile țesute, geotextile nețesute, geotextile tricotate, geocompozite, geonets, geomatică și produse din fibre metalice. Se aplică, de asemenea, la geogrile și geotextile cu structuri de ochiuri similare, dar este posibil să fie necesară ajustarea dimensiunii specimenului. Aceasta nu se aplică geomembranelor din polimeri sau asfalt, dar se aplică geomembrane de argilă.
Standarde experimentale
Bazat pe GB / T15788 și ISO10319 ca standardele metodei de testare la tracțiune pentru geosintetice.
Echipamente de testare și reactivi
Mașină electronică de tracțiune
Mașina electronică de tracțiune are caracteristicile unei structuri compacte și a unei utilizări ușoare. Acesta poate fi utilizat pentru tracțiune, compresie, îndoire, forfecare, exfoliere, rupere și alte teste de forță cu o sarcină maximă de 100kN.
Fixarea la tracțiune a geotextilului
Testarea caracteristicilor de alungire a probelor de geotextil și a altor țesături textile.
Dispozitiv pneumatic de spargere a geotextilului
Utilizat pentru teste de spargere și perforare a geotextilelor.
Extensometru
Extensometrul poate efectua teste de tracțiune axiale repetate și este utilizat în principal pentru a testa deformarea diferitelor materiale, inclusiv materiale metalice, materiale plastice, materiale compozite etc.
Reactivi
Apa distilată și agentul de umectare neionic (polioxietilenglicol-alchil eter general cu un raport de volum de 0,05%) sunt utilizate numai pentru înmuierea probelor.
Pregătirea eșantionului de testare
Numărul de eșantioane de testare
Se taie cel puțin 5 eșantioane în direcția longitudinală (MD) și transversală (CMD).
Dimensiunea probelor de testare
① Geotextile nețesute, geotextile tricotate, geoneturi, covoare geonet, geomembrane din argilă, materiale compozite de drenaj, și alte produse
Lățimea finală a fiecărui specimen este de (200±1) mm, lungimea specimenului respectă distanța dintre cleme de 100 mm, iar direcția lungimii sale este paralelă cu direcția sarcinii aplicate.
② Geotextile țesute
Pentru geotextilele țesute, se taie fiecare probă la o lățime de aproximativ 220 mm, apoi se îndepărtează un număr aproximativ egal de fire laterale de pe ambele părți ale probei pentru a obține o lățime nominală a probei de (200±1) mm.
③Geogrile unidirecționale, bidirecționale și cvadridirecționale
Pentru geogrilele unidirecționale, bidirecționale și cvadridirecționale, lățimea fiecărui specimen nu trebuie să fie mai mică de 200 mm și trebuie să fie suficient de lungă pentru a respecta distanța dintre cleme de cel puțin 100 mm.
Tăiați toate nervurile la 10 mm distanță de orice nod. (Pentru produsele geogrilă unidirecționale cu distanța dintre noduri ≤10 mm, lățimea specimenului pregătit trebuie să fie cu 2 nervuri mai mare decât lățimea specimenului necesar. Atunci când epruveta este fixată în fălci, tăiați excesul la ambele capete).
Calculul rezultatului testului (rezistența) trebuie raportat la numărul de nervuri de tracțiune complete pe unitatea de lățime.
Proba trebuie să conțină cel puțin un rând de noduri sau țesuturi încrucișate în plus față de nodurile sau țesuturile încrucișate ținute de clemă (după cum se arată mai jos).
Atunci când pasul transversal al produsului este mai mic de 75 mm (pas transversal: distanța dintre punctul de plecare al unei nervuri (unitate de susținere a forței) și punctul de plecare al următoarei nervuri), trebuie să existe cel puțin 4 unități complete de tracțiune (nervuri de tracțiune) în direcția lățimii sale.
Atunci când pasul transversal este de 75mm≤＜120mm, trebuie incluse cel puțin 2 unități de tracțiune complete.
Atunci când pasul transversal este mai mare de 120 mm, 1 unitate de tracțiune completă poate îndeplini cerințele de testare.
Punctele de marcaj pentru măsurarea alungirii trebuie să fie marcate pe punctul median al nervurilor de tracțiune din rândul din mijloc al specimenului. Cele două puncte de marcare trebuie să fie la o distanță de cel puțin 60 mm și trebuie să fie separate de cel puțin 1 nod sau țesut transversal.
Dacă este necesar, punctele de marcare pot fi separate prin mai multe rânduri de noduri sau țesuturi încrucișate pentru a obține o distanță minimă de 60 mm.
În acest caz, marcați punctele la punctele centrale sau nodurile nervurilor, iar lungimea gabaritului trebuie să fie un multiplu întreg al distanței dintre grile.
Măsurați lungimea nominală a gabaritului cu o precizie de ± 1 mm.
Pentru geogrila tridimensională, fiecare specimen trebuie să aibă o lățime de cel puțin 200 mm și o lungime suficientă pentru a respecta distanța dintre cleme de cel puțin 100 mm. Tăiați epruveta și măsurați lățimea epruvetei în conformitate cu figurile 4 și 5.
Punctul de marcare pentru măsurarea alungirii trebuie marcat în centrul nodului specimenului și trebuie să fie separat de cel puțin 1 nod sau țesut transversal.
Dacă este necesar, punctul de marcare poate fi separat prin mai multe rânduri de noduri sau țesuturi încrucișate pentru a obține o distanță minimă de 60 mm.
În acest caz, punctul de marcare trebuie păstrat la jumătatea nervurii, iar lungimea distanței trebuie să fie un multiplu întreg al distanței între grile.
Măsurați lungimea distanței nominale cu precizie de ± 1 mm.
⑤ Eșantioane umede pentru testare
Atunci când sunt necesare atât sarcina maximă umedă, cât și sarcina maximă uscată, lungimea epruvetei trebuie să fie de cel puțin două ori mai mare decât lungimea specificată, epruveta trebuie numerotată și două epruvete trebuie tăiate din mijloc, una pentru încercarea umedă și una pentru încercarea uscată. Numărul specimenului trebuie marcat pe fiecare specimen.
Pentru geosinteticele cu contracție umedă severă, rezistența la tracțiune se măsoară pe baza încărcăturii umede maxime și a lățimii inițiale înainte de înmuiere, după condiționarea la umiditate, cu o precizie de ± 1 mm.
Specimene umede
Generalități
Eșantioanele umede și încercările sunt efectuate în condiții atmosferice standard. Se consideră că epruveta este condiționată corespunzător atunci când variația masei epruvetei în cântăriri succesive la intervale de cel puțin 2 ore nu depășește 0,25% din masa epruvetei.
Condiții de testare umede
Eșantioanele utilizate pentru încercările umede trebuie scufundate în apă la o temperatură de (20±2)°C timp de cel puțin 24 de ore, ceea ce este suficient pentru a umezi complet eșantionul. Pentru a umezi complet epruveta, se poate adăuga în apă un agent de umectare neionic care să nu depășească 0,05%.
Etape de testare
1. Configurați mașina de testare
Înainte de testare, reglați calibrul clemei la (100±3) mm (cu excepția geosinteticelor și geogrilelor care utilizează cleme de troliu) și selectați intervalul de sarcină al mașinii de testare astfel încât valoarea forței să fie precisă la 10N.
Pentru geosinteticele cu o alungire de εm＞5%, setați viteza de tracțiune a mașinii de testare astfel încât rata de alungire a probei să fie de (20±5)%/min din lungimea gabaritului; pentru geosinteticele cu o alungire de εm≤5%, selectați o viteză de tracțiune adecvată astfel încât timpul mediu de rupere al tuturor probelor să fie de (30±5)s.
Proba umedă este testată în termen de 3 minute de la îndepărtare.
2. Prindeți specimenul
Prindeți epruveta în clemă în mod centrat. Rețineți că direcția longitudinală a epruvetei pentru încercările longitudinale și transversale este paralelă cu direcția sarcinii.
Abordarea adecvată constă în a face ca cele două linii de marcare trasate în prealabil pe lățimea specimenului și la o distanță de 100 mm să coincidă cu marginile clemelor superioare și inferioare pe cât posibil.
3. Instalați extensometrul
Se stabilesc puncte de marcare pe epruvetă la intervale de 60 mm (respectiv 30 mm de la centrul epruvetei) și se fixează extensometrul.
4. Determinarea proprietăților de tracțiune
Porniți mașina de testare și aplicați o preîncărcare de 1% din sarcina maximă preconizată pentru a determina punctul de plecare al testului de alungire inițială. Continuați să aplicați sarcina până la ruperea epruvetei.
Opriți testul și readuceți mandrina în poziția sa inițială. Înregistrați și raportați sarcina maximă (cu o precizie de 10N/m); înregistrați alungirea, cu o precizie de o zecimală.
Pe baza condițiilor observate ale specimenului în timpul testului, a variabilității unice a geosinteticelor și a reglementărilor relevante, se stabilește dacă rezultatele testului trebuie respinse.
5. Determinați alungirea
Folosiți un dispozitiv de înregistrare adecvat pentru a măsura creșterea lungimii reale de măsurare a epruvetei la orice sarcină specifică.
Calcularea rezultatelor testelor
1. Rezistența la tracțiune
Substituiți datele obținute de la mașina de testare în formula (1) pentru a calcula rezistența la tracțiune Tmax a fiecărei probe.
（1）Tmax = Fmax X c
Fmax - Sarcina maximă înregistrată, în kN.
C - Calculat folosind formula corespunzătoare (2) sau (3).
Pentru geotextile țesute, geotextile nețesute, geotextile tricotate, geonets, geomatică, geomembrane de argilă, compozite de drenaj și tri-grile și alte produse:
（2）C = 1 / B
B - Lățimea nominală a modelului, în metri.
（3）c = Nm / n
Nm - numărul de unități de tracțiune pe o lățime de 1 m a eșantionului.
n - numărul de unități de tracțiune din eșantionul real.
Pentru produsele compozite, selectați formula (2) sau formula (3) în funcție de unitatea portantă principală. Pentru produsele cu o curbă cu două vârfuri (cum ar fi figura 7), rezultatele corespunzătoare celor două vârfuri trebuie calculate separat.
2. Alungirea sub sarcină maximă
Se înregistrează alungirea sub sarcină maximă a fiecărei probe, exprimată ca procent (cum ar fi AF în figura 8), cu o precizie de 0,1%. Alungirea sub sarcină maximă poate fi calculată în conformitate cu formula (4):
（4）e maxim = (△L - Lo') / Lo x 100
e maxim - alungirea la sarcină maximă, %.
△L - alungirea la sarcină maximă, mm.
Lo' - alungirea la atingerea preîncărcării, mm.
Lo - lungimea reală a intervalului, mm.
3. Alungirea la rezistența nominală
Înregistrați alungirea la rezistența nominală a fiecărui specimen, exprimată ca procent, cu o precizie de 0,1%.
4. Modul de tăiere
Se determină rezistența la o anumită alungire și se calculează modulul de tăiere la această alungire specifică în conformitate cu formula (5).
（5）J = F x c x 100 / e
J - Modulul secant, kN/m.
F - Rezistența măsurată la alungirea e, kN.
C - Calculat în conformitate cu formula (2) sau formula (3) corespunzătoare.
e - Elongație specifică, %.
5. Valoarea medie și coeficientul de variație
Calculați valoarea medie și coeficientul de variație a rezistenței la tracțiune, a alungirii sub sarcină maximă și a modulului secant a două grupuri de epruvete în direcția longitudinală, respectiv transversală.
Rezistența la tracțiune și modulul secant sunt exacte până la trei cifre semnificative, alungirea este exactă până la 1%, iar coeficientul de variație este exact până la 0,1%.
Rezumat
Cele de mai sus reprezintă conținutul general al proiectării metodei de testare la tracțiune a benzilor largi de geosintetice. Există încă multe detalii și implementări care nu sunt enumerate în detaliu. Dacă sunteți interesat de acest lucru, vă rugăm să nu ezitați să ne contactați pentru date detaliate și conținut.
