塑料土工格栅拉伸特性试验研究pdf 时间: 2024-11-09 12:10:41 |   作者: 冷拉方钢

  No．9 第29卷第9期 岩 土 力 学 Vbl．29 RockandSoil 2008年9月 Mechanics Sep．2008 文章稿号l 1000--7598--(2008)09—2387—05 塑料土工格栅拉伸特性试验研究 杨广庆，庞巍，吕 鹏，周乔勇 (石家庄铁道学院土木分院，河北石家庄050043) 摘要。进行土工格栅加筋土结构现场试验时，如何将实测应变有效地转换成拉应力对正确分析结构的作用机制具备极其重大影 响。通过室内试验，研究了不同拉伸速率对3种强度的HDPE土工格栅拉伸性能的影响。试验根据结果得出：土工格栅的拉伸强 度和拉伸模量随拉伸速率的降低而降低．峰值应变随拉伸速率的降低而增加。土工格栅强度越高，受拉伸速率的影响越小。 在特定的拉伸速率条件下，同一种土工格栅对应2％，5％，10％应变和峰值应变的拉伸强度依次增大，而拉伸模量却依次 减小。试验结果具有较强的实用价值。 关键词；土工格栅；拉伸特性； 室内试验；强度：模量 中图分类号lTU472 文献标识码lA oftensile of Experimentalstudy propertiesgeogrids YANG Guang·qing，PANGWei，L0 Qiao-yong Peng，ZHOU Abstract：Inthe reinforcedsoftsWucturefield themeasulestraintotensileslressis convert geogrids test,availably veryimpoffamL t0 the of tensile ofthree Thiscall mechanismaction theindoortests．the HDPE helpanalyze accurately．Through properties geogrids with are andtensilemoduluswill differentstrainratesstudiedinthis isconcludedthatthetensile decreasewiththe paper．It strength decreasetensile swainratewill dec“撇oftensile the slraindec代冶seswiththe ofthe rate．The havesmallerinfluence rata；andpeak onthe the tensile tensile to higherstrengthgeogrids．Inspecificairate，The corresponding2％，5％，10％andpeak$Uain strength increasein tensilemodulus inturn． turn,the reducing Keywords：geogrids；tensileproperties；indoortest；strength；modulus 速率最大情况，拉力与延伸率关系近乎直线 引 言 变较小时即达到极限拉力，且发生脆性破坏。曲线 土工格栅作为拉筋材料应用于加筋土结构时， D则是温度最高或应变速率最小时的状况。曲线B， 主要是通过其抗拉强度来承受由土体转移的荷载而 C显示两个极端状态的中间状况。由此可看出，高 发挥其工程作用的。因此，抗拉强度及其变形特征 分子聚合物材料的拉力．延伸率特性受温度及应变 是土工格栅的重要特性指标。塑料土工格栅一般由 速率的影响显著。 高分子聚合物组成，其材质对抗拉性能有很大的影 昌 ● 响。测试时的环境(温度)及测试速率也会直接影 互 、 穴 响到测试的应力．应变曲线结果，而应力．应变曲线 捌 又影响到材料延伸率及拉伸模量的确定。测试温度 与应变速率不同，其应力一应变关系有明显的变化。 图1为土工格栅拉力与延伸率关系示意图。图中曲 线种典型条件的关系曲线。同一种聚合 延伸率，％ 物材料在不同的试验温度及应变速率条件下可能呈 圈l土工格橱拉力一延伸率关系曲线 Therelationcurveoftensile-strain of 现图示的4种拉伸曲线。曲线A为温度最低或应变 Fig．1 geogrids 收稿日期：2006-1l-27 基金项目：河北省自然科学基金资助项目。(No．E2006000393)。 作者简介：杨广庆，男．1971年生。工学博士．教授，主要是做岩土工程方面的教学和研究工作．F-marl： 万方数据 岩 土 力 学 2008芷 2土工格栅的拉伸特性指标 等【131通过对不一样的材质的土工织物进行过宽幅低应 抗拉强度作为土工格栅应用于加筋土结构中最 变速率的拉伸试验，结果显示，其抗拉强度和拉伸 重要的指标，是以单位宽度所承受的拉力表示的， 5】 单位为kN／m或N／m。土工格栅的抗拉强度与测定 所证实。 时试样的宽度、形状、约束条件等有关，必须在标 当土工格栅作为拉筋用于加筋土结构时，埋置 准的规定条件下进行测定。国际上主要以单肋条强 在土中后，由于其与周围土体的相互作用，在土体 度测试或宽幅强度测试为依据u】。 内部，有围压的拉伸特性与无围压时的工程性质会 延伸率是以试样伸长量占原始长度的百分比表 不一样，而影响土工格栅在土体介质中拉伸特性 示的。伸长量可直接量测或由试验曲线求取。由于 的因素最重要的包含拉伸速率和围压大小。为正确分析 土工格栅的应力．应变曲线通常是非线性的，拉伸模 土工格栅加筋土结构的应力一应变分布情况，应该考 量一般是指某一拉力范围内的模量。因土工格栅拉 虑土体介质中在施工全套工艺流程的低拉伸速率和不同围压 伸曲线形状不相同，拉伸模量的确定方法也不同。 大小对其拉伸强度和拉伸模量的影响。 以往人们对土工合成材料拉伸特性的研究主 在空气介质和土体介质中土工格栅的拉伸试 要以土工织物为主f2叫¨。近年来，虽然土工格栅新 验表吲16-18】：两种介质中材料的拉伸模量大致相 型拉筋材料在加筋土工程中得到普遍的应用，但相 等。在工作应力状态下，土工格栅在土体介质中的 应的试验研究开展的不是很多。有关土工格栅拉伸 拉伸模量较空气介质中的拉伸模量增大幅度约在 试验方法，《土工合成材料测试规程》 5％以内。对于土工结构物来讲，这个误差是允许 (SL／T235．1999)…规定采用单肋条方法，每组样品 的。因此，可以将空气介质中土工格栅的拉伸试验 不少于10个，拉伸速率设定为计量长度的20％／min。 结果应用到土体介质环境下。 试验机具应选择具有等速拉伸性能、能测读拉伸过 程中拉力和伸长量或直接记录拉力一伸长关系曲线土工格栅拉伸性能测试研究 的拉力机，同时要求试样的最大断裂力在满量程的 10％-90％范围内。《公路土工合成材料试验规程》 为了研究拉伸速率对土工格栅拉伸性能的影 (JTJ厂r060．98)【I2J规定，拉伸试验既可采用单肋条 响，选取了3种高密度聚乙烯(}玎)PE)土工格栅 方法，也可采用多肋条方法，但初始拉伸距离应控 进行了不同拉伸速率(50，10，l，O．1，0．05ram／rain) 制在100咖长或一个完整格栅(包含两条横肋)的拉伸试验研究。 长度，且设定拉伸速率为50mm／min。ASTM标准 度条件下进行，采用单肋条试验方法。试验过程采 D．6637．01对土工格栅拉伸试验进行了明确规定， 能够使用3种试验方法：单肋条试验方法、多肋条 用数控万能试验机控制。 单样品试验方法和多肋条、多样品试验方法。单 3种型号土工格栅的主要技术规格如表l所 肋条试验方法每组样品不少于6个；多肋条试验方 示。表2汇总了不同拉伸速率条件下的试验结果。 法中样品宽度不小于200illm，且不少于5根肋条。图2为不同拉伸速率条件下3种土工格栅的抗拉强 样品长度大于300mm或者包含3条横肋长度，拉度．应变关系曲线。 伸速率设定为计量长度的10％／rain。根据试验结 从试验结果能看出，HDPE土工格栅的拉伸 果，分别计算出试样的抗拉强度、延伸率和拉伸模 强度随拉伸速率的降低而降低，峰值应变随拉伸速 量。 率的降低而增加，从而显示出拉伸速率的大小对土 工格栅的拉伸性能有重要影响。 3拉伸速率和周围介质的影响 表1试验用土工格橱的主要技术规格 现场试验作为研究分析土工格栅加筋土结构工 Table1 Mainindexofthe intest geogrids 作应力状态下工程性状的主要手段，如何有效地分 析土工格栅加筋土结构的拉筋拉力或者通过现场实 测应变准确地转换成应力至关重要。目前的方法主 要是基于按照各种标准或规范，通过规范中确定的 空气介质中一定拉伸速率条件下的拉伸试验确定各 种参数。而在工程实际中，现场的加载速率较室内 万方数据 第9期 杨广庆等：塑料土工格栅拉伸特性试验研究 表2土工格栅拉伸试验结果 Table2 Tensiletestresultof geogrids ／kN·m～ ／kN·m～ ／kN·m一 ／kN·m～ ／kN·m。。 ／kN·m～ ／kN·171～kN·m‘。 对比3种不同型号的HDPE土工格栅的拉伸试 160 mm／min 验结果：拉伸速率从50mm／min降低到0．05 ’ ● 时，A型土工格栅峰值应变增加了14．87％，对应 量 的拉伸强度下降了15．0％；B型土工格栅峰值应变 赵 80 疆 增加了20．78％，对应的拉伸强度下降了18．92％； 堡 捌 40 C型土工格栅峰值应变增加了21．48％，对应的拉伸 O 强度下降了21．96％。由此可见，就土工格栅拉伸 0 2 4 6 8 10 12 14 试验样品而言，不同的抗拉强度指标受拉伸速率的 应变，％ (a)A型格栅 影响程度不同。同一材质的HDPE土工格栅，其抗 拉强度越高，受拉伸速率的影响程度越小。 一拉伸速率为50们m，mjn—r 土工格栅是由高分子聚合物组成的，具有明显 ∞ 一一拉伸速率为10ram／rain 的流变特性。在加载初期，阻尼的黏滞性较强，而 ∞ 整个模型的拉伸模量会增加。加载速率越大，阻尼 ∞ 的黏滞特性越明显，拉伸模量越大。而当拉伸速率 ∞ 较低时，分子位置有足够时间进行调整，能量除一 ．．吕．为《世嘿晕氧 加 部分转化为热能外，一部分被阻尼结构吸收，从而 0 使材料的抗拉强度降低。 4 m 坦 M 图3为在各种拉伸速率条件下，峰值应变与拉 O=誊一 伸速率的关系曲线。图中明显显示，峰值应变随拉 一拉伸速率为50mnmin 伸速率的增大而降低；材料的抗拉强度越高，降低 幅度越小；在同一拉伸速率条件下，土工格栅的抗 拉强度越低，其峰值应变越高。 _暑 ● 图4为2％，5％，10％应变对应的拉伸强度及 堇 蜊 极限拉伸强度与拉伸速率的关系曲线％应变对应的拉伸模量及极限拉伸模量与 颦 拉伸速率的关系曲线能够准确的看出，对应某一特定拉伸速 应变，％ 率的同一种土工格栅而言，2％，5％，10％应变、 (c)C犁格栅 峰值应变对应的拉伸强度依次增大，而拉伸模量却 圈2土工格橱拉伸试验结果 Tensiletestresultof Fig．2 geogrids 依次减小。同一土工格栅的拉伸模量随拉伸速率的 万方数据 2390 岩 土 力 学 2008年 增大而增大。因此，在土工格栅加筋土结构施工过 应变 2500 +2％+lo％ 程中，由于现场结构中土工格栅所受拉伸应变速率 r 较低，拉筋的拉伸模量发挥有限，其数值远小于室 !zooo}二：兰=- z I rJ————7 内试验中按照50mm／min拉伸速率确定的拉伸模 蠢=500[盛三；；：= 量，而在确定土工格栅加筋土挡墙中拉筋的拉伸模 婴。。。。}藩；善一 量时，一定要选择相应的拉伸速率所对应的合适的拉 蚕500} 伸模量。 罚o L————————————-——————-——一 拉伸速率，mm·min (a)A型格栅 孛 承 -吕1 倒 ● 趔 蚤1 鹫 面 蟋 量 捌 拉伸速率，told·min‘ 螂 线峰值应变与拉伸速率的关系曲线 Thecurveof strainandtensile Fig．3 peak speed 拉伸速率，mm．rain。1 (b)B型格栅 应变 ‘目 蚤 霎}：=二-一．-‘m20 ：蠢 、 羞}∥—卜峰值 捌 强1一：要40 辎 量 霉 拉伸速率／mill·rain‘ 螂 品 (a)A型格栅 日 ● (c)C型格栅 蚤 图5拉伸模量与拉伸速率的关系曲线 、 剖 Thecurveoftensilemoduleand of Vig．．S speedgeogrids 暖 圣 捌 为了合理评价土工格栅拉伸强度和拉伸模量受 拉伸速率的影响程度，将每种土工格栅的拉伸强度、 拉伸速率／衄．rain’1 拉伸模量与拉伸速率的关系进行回归，并以相关系 (b)B型格栅 数表示相关性的大小。通过回归分析，以指数表示 的回归方程的相关系数最大，如表3和表4所示。 通过该回归方程可估计出在给定拉伸速率条件下的 ’日 ● 土工格栅的拉伸强度和拉伸模量。 蚤 、 蜊 表3拉伸蛋度与拉伸速事的回归方程 器 量 ’Ihble3 oftensile and Regressionequation strengthspeed 捌 格栅类型 应变，％ 回归方程 ∥ A型 2 4-36．968 0．965 Y=0．9191nx A型 5 0．981 Y=1．6441nx4-70．917 2 4-43．790 0．956 B型 y=2．0431nx (c)C型格橱 0．943 B型 5 y=1．129I畎+22．051 圈4土工格橱抗拉强度与应变关系曲线 Thecurveof tensile andstrainof Fig．4 strength geogr协 竺型 ! Z三!：塑坠：：!：!!! !：型 万方数据 第9期 杨广庆等：塑料土工格栅拉伸特性试验研究 2391 表4拉伸模量与拉伸速率的回归方程 SHI forinterface You-zhi，MA Shi·dong．Test ThbIe4Regressionoftensilemodulusand equation speed characmficficsof andSoilMechanics， geogrid[J]．Rock 格栅类型 应g酎％ 回n1方程 ∥ A型 2 v=45．9591nx+l848．4 0．965 2003，24(2)：296—299． A型 5 418．3 0．981 Y=32．871nx+1 【8】 吴景海．土工合成材料界面作用特性的拉拔试验研究 B型 2 102．6 0．943 y=56．4571ax+l 【J1．岩土力学，2006，27(4)：581--585． B塑 5 0．956 Y=40．861nx+875．79 WU Oil interaction C型 2 0．92l Jing—hai．Study Y=38．143lax+899．71 C型 5 0．930 fill Y=24．2051nx+696．52 between and materials out geosynthetics bypull andSoft tests[J]．Rock 5结语 585． 现场试验是分析土工格栅加筋土结构作用机制 【9】 储才元，周承元．针刺土工织物条样拉伸试验试样尺 的重要手段，而现场试验中土工格栅拉筋拉力的直 寸的探讨[CIH全国第三届土工合成材料学术论文集． 接测试困难较大。一般先进行应变测试，然后通过 武汉：【s．n．】。1992：46--50． 材料的拉力．应变关系曲线转化为拉力。基于现场工 【10]王俊林，王英杰，袁秀霞，土工织物拉伸试验研究【C】，， 况与室内试验的条件差别很大，试验验条件对试验 全国第四届土工合成材料学术论文集．天津：【s．n．】， 结果的影响不容忽视。本文进行了不同拉伸速率时 1996：39—42． 3种不同强度的HDPE土工格栅拉伸模量的影响， 袁则宏．土工合成材料筋材宽条试样拉伸特性评述 试验结果对有效处理现场试验数据和正确分析结构 【c】，，全国第五届土工合成村料学术论文集．香港：现 的作用机制具备极其重大的参考价值。 代知识出版社，2000：44—50． 【12】 《土工合成材料应用技术规范汇编》编委会．土工合成 参考文献 材料应用技术规范汇编【S】．北京：中国计划出版社， 【l】 南京水利科学研究院，中国土工合成材料工程协会． 2000：161--254． SI．／1235．1999土工合成材料测试规程【s】．北京：水利 SRDeformationPredictionof 【13】BOYLE Geosynthefic 电力出版社。1999． D ReinforcedSoil C： RetainingWalls【D】．Washington SHRESTHAS RAJ．AWide tensiletest 【2J C，BELL strip of Washington，1995． University of 2ndIntl．Conf．On geotextiles[C]／／Proceedings LEEW R of 【14】 F，HOLTZ D．Analysisgeosynthetic eotextiles．Las Vegas：Nevada,1982．3：739--744． reinforcedsoil wails Material retainingusingcomposite MYLES I G．Tensile of 【3】 B，CARSWEL testing ofTheThirteenthSoutheast Properties[C]HProceedings InternationalConferenceOil geotextiles[C]／／Third AsiaGcotechnical Geotextiles．Vienna：【S．11．】。1986，3：713—715． Engineering 1998：349—354． HOSK．Determinationof 【4】4 ROWERK geotextiles LEEWF．Distributionsoflateralearth and 【15】 pressure stress—staincharacteristicsawide using sUiptest[C]／／ tensioninsidethe reinforced On reinforcement geosynthetic TbirdIntemationalConferenceGeotextiles．Vienna： soil of 【s．n．】，1986，3：855—890． retainingwalls[C]／／ConferenceProceedings SCm的EDER WlLMERS Geosynthetics 【5】 H，MORITZK W．Strip tensiletestof nonwoven 【16】BOYLESR．GALLAGERM．HOLlrZRD．Influenceof geotextile fabrics[J]． strain andconfinemento

  2、成为VIP后，下载本文档将扣除1次下载权益。下载后，不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们。

  3、成为VIP后，您将拥有八大权益，权益包括：VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。

  4、VIP文档为合作方或网友上传，每下载1次， 网站将按照每个用户上传文档的质量评分、类型等，对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档

  2024年湖北省荆州市小学五年级上学期期末英语试卷与参.docx

  基于RobotStudio的齿轮减速器虚拟装配工作站仿真研究.docx

  人教版化学初三上学期期末试题及答案指导(2024-2025学年).docx

  飞利浦DVD 分体式 Hi-Fi 系统dcd7010_93使用说明书.pdf

  不同类型区典型工程渠道防渗防冻胀技术应用模式及-中国节水灌溉网.PDF

  原创力文档创建于2008年，本站为文档C2C交易模式，即用户上传的文档直接分享给其他用户（可下载、阅读），本站只是中间服务平台，本站所有文档下载所得的收益归上传人所有。原创力文档是网络服务平台方，若您的权利被侵害，请发链接和相关诉求至 电线) ，上传者