Geosintetika je splošni izraz za različne izdelke iz sintetičnih materialov, ki se uporabljajo v geotehniki in gradbeništvu. Sintetiki so visokomolekularni polimeri, ki so izdelani iz kemikalij, pridobljenih iz premoga, nafte, zemeljskega plina ali apnenca, in se nadalje predelajo v vlakna ali sintetične plošče ter na koncu izdelajo v različne izdelke. Geosintetiki imajo številne mehanske lastnosti. Pri preskušanju njihovih materialnih lastnosti in kakovosti izdelkov se preskušajo predvsem natezna trdnost, trdnost pri trganju, trdnost pri trganju, trenje itd.
Področje uporabe
Ta metoda se uporablja za natezne preskuse večine geosintetikov, vključno z tkani geotekstil, netkani geotekstil, pleteni geotekstil, geokompoziti, geonete, geomatika in izdelki iz kovinskih vlaken. Uporablja se tudi za geomrežja in geotekstilov s podobno strukturo mreže, vendar bo morda treba prilagoditi velikost vzorca. Ne velja za polimerne ali asfaltne geomembrane, velja pa za glinene geomembrane.
Eksperimentalni standardi
Na podlagi GB/T15788 in ISO10319 kot standardov za natezne preskusne metode za geosintetiko.
Preskusna oprema in reagenti
Elektronski stroj za raztezanje
Elektronski stroj za raztezanje ima značilnosti kompaktne strukture in enostavne uporabe. Uporablja se lahko za natezne, tlačne, upogibne, strižne, lupilne, trgalne in druge preskuse z največjo obremenitvijo 100 kN.
Napenjalna pritrditev geotekstila
Preizkusite lastnosti raztezanja geotekstila in drugih vzorcev tekstilnih tkanin.
Pnevmatska naprava za razbijanje geotekstila
Uporablja se za preskuse trganja in prebadanja geotekstilij.
Ekstenzometer
Ekstenzometer lahko izvaja ponavljajoče se osne natezne preskuse in se uporablja predvsem za preskušanje deformacij različnih materialov, vključno s kovinskimi materiali, plastičnimi materiali, kompozitnimi materiali itd.
Reagenti
Destilirana voda in neionsko vlažilno sredstvo (splošni polioksietilen glikol alkil eter s prostorninskim razmerjem 0,05%) se uporabljata samo za namakanje vzorcev.
Priprava preskusnega vzorca
Število preskusnih vzorcev
Odrežite vsaj 5 vzorcev v vzdolžni (MD) in prečni smeri (CMD).
Velikost preskusnih vzorcev
① Netkani geotekstil, pleteni geotekstil, geonete, geonetne preproge, glinene geomembrane, drenažni kompozitni materialiin drugi izdelki.
Končna širina vsakega vzorca je (200 ± 1) mm, dolžina vzorca ustreza razmiku med sponkami 100 mm, njegova dolžina pa je vzporedna s smerjo obremenitve.
② Tkani geotekstil
Za tkane geotekstilije razrežite vsak vzorec na širino približno 220 mm, nato pa z obeh strani vzorca odstranite približno enako število stranskih prej, da dobite nazivno širino vzorca (200±1) mm.
③Enosmerni, dvosmerni in štirismerni geomreži
Pri enosmernih, dvosmernih in štirismernih geomrežah širina vsakega vzorca ne sme biti manjša od 200 mm in mora biti dovolj dolga, da je razmik med sponkami najmanj 100 mm.
Vsa rebra odrežite 10 mm stran od vsakega vozlišča. (Pri enosmernih geomrežah z razmikom med vozlišči ≤ 10 mm mora biti širina pripravljenega vzorca za 2 rebra večja od zahtevane širine vzorca. Ko je vzorec vpet v čeljusti, odrežite presežek na obeh koncih.)
Izračun rezultata preskusa (trdnost) je treba povezati s številom popolnih nateznih reber na enoto širine.
Vzorec mora vsebovati vsaj eno vrsto vozlov ali prečnih tkiv poleg vozlov ali prečnih tkiv, ki jih drži sponka (kot je prikazano spodaj).
Če je prečni razmik izdelka manjši od 75 mm (prečni razmik: razdalja med začetno točko enega rebra (nosilne enote) in začetno točko naslednjega rebra), morajo biti v smeri širine vsaj 4 popolne natezne enote (natezna rebra).
Če je prečni razmik 75 mm≤＜120 mm, je treba vključiti vsaj 2 popolni natezni enoti.
Če je prečni razmik večji od 120 mm, lahko zahteve preskusa izpolni 1 celotna natezna enota.
Točke za merjenje raztezka je treba označiti na sredini nateznih reber v srednji vrsti vzorca. Označevalni točki morata biti med seboj oddaljeni vsaj 60 mm in ločeni vsaj z enim vozlom ali prečnim tkivom.
Po potrebi lahko označevalne točke ločite z več vrstami vozlišč ali križnih tkiv, da dosežete najmanjši razmik 60 mm.
V tem primeru označite točke na središčih ali vozliščih reber, dolžina merila pa mora biti celoštevilski večkratnik razmika med mrežami.
Izmerite nazivno dolžino merila z natančnostjo ±1 mm.
Pri tridimenzionalnih geomrežah mora biti vsak vzorec širok najmanj 200 mm in dovolj dolg, da je razmik med sponkami najmanj 100 mm. Odrežite vzorec in izmerite širino vzorca v skladu s slikama 4 in 5.
Označevalno točko za merjenje raztezka je treba označiti na sredini vozlišča vzorca in jo mora ločiti vsaj eno vozlišče ali prečno tkivo.
Po potrebi lahko označevalno točko ločimo z več vrstami vozlišč ali križnim tkivom, da dobimo najmanjši razmik 60 mm.
V tem primeru mora biti označevalna točka na sredini rebra, dolžina razmika pa mora biti celoštevilski mnogokratnik razmika v mreži.
Nominalno dolžino razmika izmerite z natančnostjo ±1 mm.
⑤ Mokri vzorci za preskušanje
Kadar se zahtevata največja obremenitev v mokrem in največja obremenitev v suhem, mora biti dolžina vzorca vsaj dvakrat večja od predpisane dolžine, vzorec mora biti oštevilčen, iz sredine pa se odrežeta dva vzorca, eden za preskus v mokrem in eden za preskus v suhem. Številka vzorca se označi na vsakem vzorcu.
Pri geosintetikih z močnim mokrim krčenjem se natezna trdnost izmeri na podlagi največje mokre obremenitve in začetne širine pred namakanjem po kondicioniranju z vlago z natančnostjo ±1 mm.
Mokri vzorci
Splošno
Mokri vzorci in preskusi se izvajajo v standardnih atmosferskih pogojih. Šteje se, da je vzorec ustrezno kondicioniran, če sprememba mase vzorca pri zaporednih tehtanjih v presledkih najmanj dveh ur ne presega 0,25% mase vzorca.
Mokri preskusni pogoji
Vzorci za mokre preskuse se potopijo v vodo s temperaturo (20±2)°C za najmanj 24 ur, kar zadostuje za popolno omočitev vzorca. Za popolno omočitev vzorca se lahko vodi doda neionsko vlažilno sredstvo, ki ne presega 0,05%.
Preskusni koraki
1. Nastavitev preskusnega stroja
Pred preskusom nastavite merilo objemke na (100 ± 3) mm (razen za geosintetike in geomrežje, ki uporabljajo objemke z vitlom) in izberite območje obremenitve preskusne naprave, da je vrednost sile natančna na 10 N.
Za geosintetike z raztezkom εm＞5% nastavite hitrost raztezanja preskusnega stroja tako, da je hitrost raztezanja vzorca (20±5)%/min dolžine merila; za geosintetike z raztezkom εm≤5% izberite ustrezno hitrost raztezanja, da je povprečni čas pretrganja vseh vzorcev (30±5)s.
Mokri vzorec se testira v 3 minutah po odvzemu.
2. Spnite vzorec
Vzorec vpnite v objemko tako, da je v sredini. Upoštevajte, da je smer dolžine vzorca pri vzdolžnih in prečnih preskusih vzporedna s smerjo obremenitve.
Ustrezen pristop je, da se dve vnaprej narisani označevalni črti, ki potekata po širini vzorca in sta 100 mm narazen, čim bolj ujemata z robovi zgornjih in spodnjih objemk.
3. Namestitev ekstenzometra
Na vzorcu v razmiku 60 mm (30 mm od sredine vzorca) namestite označevalne točke in pritrdite ekstenzometer.
4. Določite natezne lastnosti
Vključite preskusno napravo in uporabite predobremenitev 1% pričakovane največje obremenitve, da določite začetno točko preskusa začetnega raztezanja. Nadaljujte z obremenitvijo, dokler se vzorec ne pretrga.
Prekinite preskus in vrnite vpenjalno držalo v začetni položaj. Zapišite in sporočite največjo obremenitev (z natančnostjo 10 N/m); zapišite raztezek z natančnostjo enega decimalnega mesta.
Na podlagi ugotovljenih pogojev vzorca med preskusom, edinstvene spremenljivosti geosintetike in ustreznih predpisov ugotovite, ali je treba rezultate preskusa zavrniti.
5. Določite raztezek
Z ustrezno zapisovalno napravo izmerite prirastek dejanske merilne dolžine vzorca pri določeni obremenitvi.
Izračun rezultatov preskusov
1. Natezna trdnost
Podatke, pridobljene s preskusne naprave, vstavite v formulo (1), da izračunate natezno trdnost Tmax vsakega vzorca.
（1）Tmax = Fmax X c
Fmax - Največja zabeležena obremenitev v kN.
C - Izračunano po ustrezni formuli (2) ali (3).
Za tkane geotekstilije, netkane geotekstilije, pletene geotekstilije, geonete, geomatiko, glinene geomembrane, drenažne kompozite in tri-mreže ter druge izdelke:
（2）C = 1 / B
B - Nazivna širina vzorca v metrih.
（3）c = Nm / n
Nm - število nateznih enot na 1 m širine vzorca.
n - število nateznih enot v dejanskem vzorcu.
Za sestavljene izdelke izberite formulo (2) ali formulo (3) glede na glavno nosilno enoto. Pri izdelkih s krivuljo z dvema vrhovoma (kot je slika 7) je treba rezultate, ki ustrezajo obema vrhovoma, izračunati ločeno.
2. Raztezek pri največji obremenitvi
Zapišite raztezek pod največjo obremenitvijo vsakega vzorca, izražen v odstotkih (kot je AF na sliki 8), z natančnostjo 0,1%. Raztezek pod največjo obremenitvijo lahko izračunamo po formuli (4):
（4）e max = (△L - Lo') / Lo x 100
e max - raztezek pri največji obremenitvi, %.
△L - raztezek pri največji obremenitvi, mm.
Lo' - raztezek pri doseženi predobremenitvi, mm.
Lo - dejanska dolžina intervala, mm.
3. Raztezek pri nazivni trdnosti
Zapišite raztezek pri nazivni trdnosti vsakega vzorca, izražen v odstotkih, z natančnostjo 0,1%.
4. Rezalni modul
Določite trdnost pri določenem raztezku in po formuli (5) izračunajte rezalni modul pri tem določenem raztezku.
（5）J = F x c x 100 / e
J - Sekantni modul, kN/m.
F - trdnost, izmerjena pri raztezku e, kN.
C - Izračunano po ustrezni formuli (2) ali formuli (3).
e - Specifično podaljševanje, %.
5. Povprečna vrednost in koeficient variacije
Izračunajte povprečno vrednost in koeficient variacije natezne trdnosti, raztezka pri največji obremenitvi in sekančnega modula dveh skupin vzorcev v vzdolžni oziroma prečni smeri.
Natezna trdnost in sekančni modul sta natančna na tri pomembne številke, raztezek je natančen na 1%, koeficient variacije pa na 0,1%.
Povzetek
Zgoraj je navedena splošna vsebina zasnove metode za natezni preskus geosintetike s širokimi trakovi. Obstaja še veliko podrobnosti in izvedb, ki niso podrobno navedene. Če vas to zanima, se za podrobne podatke in vsebino obrnite na nas.
