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如何通过条带拉伸法对土工格室片材力学性能进行分析,详细步骤都在这!

如何通过条带拉伸法对土工格室片材力学性能进行分析,详细步骤都在这!
时间:2022.09.29
作者:中钢国检
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摘要: 随着高分子材料的发展,土工布、土工膜、土工格栅等人工合成材料以天然材料不可替代的优势在土木工程领域中得到广泛应用。土工格室是一种新型特种土工合成材料,通常是由人工聚合物为原材料经过超声波强力焊接而成,展开后呈蜂窝状立体结构。土工格室是已经开发便以其独特的立体结构,在特定的地质情况下表现出了常规土工合成材料难以达到的工程效能。   土工格室等土工合成材料能够广泛应用于土木工程领域得益于其良好的工程特性,具有较大的拉伸强度,能承受较大的拉力;具有较好的延性,能承受较大变形而不发生断裂或者撕裂破坏。土工格室的强度与变形参数,如其对应的伸长率等是工程计算中最基本且最常用的指标,因而有必要对工程中所用到的土工格室等土工合成材料进行力学特性测试。   土工格室力学性能分析 目前,可以采用拉伸试验来测定土工格室的拉伸性能,国内测定土工合成材料拉伸性能的方法主要有宽条拉伸试验法和窄条拉伸试验法。土工合成材料条带拉伸试验的原理是将试件的两端用宽度大于或者等于试件宽度的夹具夹住,试验前设定加载速率值,一般是设定横梁的位移速度,试验开始后横梁会按照该速度移动,横梁的移动会对试件...
如何通过条带拉伸法对土工格室片材力学性能进行分析,详细步骤都在这!

(图:如何通过条带拉伸法对土工格室片材力学性能进行分析,详细步骤都在这!)

随着高分子材料的发展,土工布、土工膜、土工格栅等人工合成材料以天然材料不可替代的优势在土木工程领域中得到广泛应用。土工格室是一种新型特种土工合成材料,通常是由人工聚合物为原材料经过超声波强力焊接而成,展开后呈蜂窝状立体结构。土工格室是已经开发便以其独特的立体结构,在特定的地质情况下表现出了常规土工合成材料难以达到的工程效能。

 

土工格室等土工合成材料能够广泛应用于土木工程领域得益于其良好的工程特性,具有较大的拉伸强度,能承受较大的拉力;具有较好的延性,能承受较大变形而不发生断裂或者撕裂破坏。土工格室的强度与变形参数,如其对应的伸长率等是工程计算中最基本且最常用的指标,因而有必要对工程中所用到的土工格室等土工合成材料进行力学特性测试。

 

土工格室力学性能分析

目前,可以采用拉伸试验来测定土工格室的拉伸性能,国内测定土工合成材料拉伸性能的方法主要有宽条拉伸试验法和窄条拉伸试验法。土工合成材料条带拉伸试验的原理是将试件的两端用宽度大于或者等于试件宽度的夹具夹住,试验前设定加载速率值,一般是设定横梁的位移速度,试验开始后横梁会按照该速度移动,横梁的移动会对试件产生拉伸作用而使试件承受载荷。

 

土工合成材料在实际工程中会与土石料发生复杂的相互作用,在常规单向拉伸试验中,土工合成材料的力学参数是在无侧限条件下测出的,因此不能完全反映土工合成材料在实际工程中的工程性状。目前的试验条件无法模拟现场工程条件以实现土工合成材料的实际工作状态,因此仍然采用条带拉伸法来测定土工合成材料的力学性能。

 

土工格室2

 

土工格室条带拉伸法试验

交通部发布的JTG E50-2006 《公路工程土工合成材料试验规程》对土工合成材料条带拉伸法的适用条件及操作方法进行了规范与解释。

 

JTG E50-2006 《公路工程土工合成材料试验规程》规定宽条拉伸试验法所用试件的宽度为200mm,窄条拉伸试验方法所用试件宽度50mm;条带均要求有足够的长度以保证夹具边缘间距为100mm;夹具钳口表面须有足够的宽度,至少等于试样宽度(200mm或者50mm),以保证其能足够夹持试样的全宽,并采用适当措施避免试样滑移和损伤。

 

(1)拉伸试验机的设定

选择试验机的负荷量程,使断裂强力在满量程负荷的30%~90%之间。设定试验机的拉伸速度,使试样的拉伸速率为名义夹持长度的(20%±1%)/min。

 

(2)试样的夹持和预张

将试样在夹具中对中夹持,对已夹持好的试件进行预张,预张力相当于最大负荷的1%,记录因预张试样产生的夹持长度的增加值。

 

(3)使用伸长计

在分别距试样中心30mm的两个标记点处安装伸长计,不能对试样有任何损伤,并确保试验中标记点无滑移。

 

(4)测定拉伸性能

开动试验机连续加荷直到试样断裂,停机恢复到初始标距位置,记录最大负荷,精确至满量程的2%;记录最大负荷下的伸长量,精确到小数点后1位。

 

土工格室3

 

(5)测定特定伸长率下的拉伸力

使用合适记录测量装置测定在任一特定伸长率下的拉伸力,精确至满量程的0.2%。根据标准中的相关公式计算拉伸强度、最大负荷下的伸长率及特定伸长率下的拉伸力等。

 

注意事项

(1)在拉伸试验机设定时,如使用绞盘夹具,在试验前应使用绞盘中心间距保持最小,并且在试验报告中注明使用了绞盘夹具。

 

(2)在测定拉伸性能时,如试样在距钳口5mm范围内断裂,结果应予剔除。如试样在夹具中滑移,或者多于1/4的试样在钳口附近5mm范围内断裂,可采用下列措施:

a:夹具内加衬垫

b:对夹在钳口内的试样加以涂层

d:无论采用了何种措施,都应在试验报告中注明。

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