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快乐十分摇奖机下载:青島土工布抗拉強度(tensile strength)

時間:2017-08-04 16:19   作者:青島AG亚游集团材料 點擊: 次
青島土工布抗拉強度(tensile strength)
青島土工布材料的工程應用中,加筋、隔離和減荷作用都直接利用了材料的抗拉能力,相應的工程設計中需要用到材料的抗拉強度。其他如濾層和護岸的應用也要求土工合成材料具有一定的抗拉強度,因此抗拉強度是土工合成材料最基本也是最重要的力學特性指標。
土工合成材料的抗拉強度是指試樣在拉力機上拉伸至斷裂的過程中,單位寬度所承受的最大拉力,單位為千牛/米( kN/m)。式中  T-抗拉強度(kN/m);
P。——拉伸過程中最大拉力(kN);
B-試樣的初始寬度( mm)。
土工合成材料的伸長率是指試樣長度的增加值與試樣初始長度的比值,用百分數(%)表示。因為土工合成材料的斷裂是一個逐漸發展的過程,故斷裂時的伸長不易確定,一般用達到最大拉力時的伸長率表示,即式中  £——伸長率(%);
Lo -試樣的初始長度(夾具間距)(mm);
L。——達最大拉力時的試樣長度( mm)。
對土工合成材料抗拉強度和伸長率的影響因素主要有:原材料種類、結構型式、試樣的寬度和拉伸速率。此外,因為土工合成材料的各向異性,沿不同方向拉伸也會獲得不同的結果。
不同材料的合成纖維或紗線,它們的拉伸特性是不同的,由它們制成的織物也具有各異的拉伸特性,特別是有紡織物。無紡織物纖維的排列是隨機的,拉伸特性主要取決于纖維之間加固或粘合的強度,而纖維本身的性質僅為次要的因素。
有紡織物的經紗(或扁絲)和緯紗,其粗細和單位長度內的根數,甚至材料都可能不同,從而導致經緯向的拉伸特性有一定的差別。至于無紡織物,根據鋪網時交錯的方式不同,經緯向強度也可能不一樣。為反映土工織物的各向異性,一般要進行兩個方向的拉伸試驗,并分別給出沿經向和緯向的抗拉強度和伸長率。
拉伸試樣的寬度一般取50mm,這是沿用紡織部門窄條試驗的標準。拉伸時發現試樣發生了橫向收縮,但實際工程中土工織物常被埋在土、砂或石料之間,不會發生顯著的橫向收縮,所以窄條拉伸試驗與實際情況不相符合。采用窄條試驗時,無紡織物橫向收縮很大,有時高達50%以上,測得的抗拉強度偏??;而有紡織物的橫向收縮量很小,測得的結果要好一些。ISO/TC38/SC21土建紡織品分委員會于1987年3月在巴黎召開第二屆國際會議,建議試樣寬度以200mm為基礎(如有必要可加寬到500mm),試樣的長度(夾具間距離)為100mm。這是通過寬窄條試樣的對比試驗,發現200mm寬的試樣橫向收縮的影響較小。
拉伸速率的影響表現為速率越快,測得的抗拉強度越高。當速率由10mm/rrun增大至100mm/min時,其強度增加約10%。因此,許多國家建議適當減慢拉伸速率和加大試樣寬度,使試驗條件趨近于工程應用中的情況。我國水利部發布的《土工合成材料測試規程》(SUT235-1999)采用的拉伸速率為20mm/min。
目前我國常用的有紡扁絲織物(原材料為PP和PE)的抗拉強度在15•50kN/m,單位面積質量為400g/m2的無紡針刺織物(原材料多為聚酯)抗拉強度在10—20kN/m,單向土工格柵(原材料為HDPE)的抗拉強度在25•llOkN/m,雙向土工格柵(原材料為PP)的抗拉強度在20。40kN/m,以上土工合成材料典型的拉伸過程曲線參見圖3-4。
圖3-4土工合成材料典型的拉伸試驗過程
由圖3-4可見,拉伸試驗所得荷載一伸長曲線通常是非線性的,因此彈性模量也不是常數。根據不同拉伸曲線的特點,可以綜合出三種計算拉伸模量的方法。
1)初始拉伸模量E.,如果曲線在初始階段是線性的,則利用初始切線可以取得比較準確的模量值,如圖3 - 5a所示,這種方法適用于大多數土工格柵和有紡織物。2)偏移拉伸模量E。,,當曲線的坡度在初始階段很小,接著又近似于線性變化時,則取直線段的斜率作為織物的拉伸模量,見圖3 - 5b。此法多用于無紡織物。有紡織物在很慢速率拉伸時也有類似的特征。
3)割線拉伸模量E一當拉伸曲線始終呈非線性變化時,則可考慮用割線法,即從坐標原點到曲線上某一點連一直線,直線的斜率作為相應于此點應變(伸長率)時的拉伸模量,如圖3 - 5c所示。當該點對應應變為10%時,其模量用符號E。,。表示。有的規范建議取E。,。作為土工合成材料的設計依據。
對于土工織物的拉伸試驗,曾提出了許多改進意見,為防止織物的橫向收縮,采用平面應變拉伸裝置,如圖3-6所示。拉伸過程中,四根導桿在下夾具孔中自由滑動,間距不變,織物邊緣用多個小軸承配合螺釘夾緊,隨著織物伸長,軸承沿導桿滾動,從而限制住織物的橫向收縮。當無紡織物無橫向收縮時,拉伸模量增大,伸長率縮小,而測得的抗拉強度一般偏小。此外,為了模擬織物在土中有可能沿兩個方向都受力的特點,還研制了雙向拉伸試驗機。所有這些試驗方法都有各自的特點,多處于探討階段。但這些方法和土中織物受拉的邊界條件仍相差甚遠。許多試驗表明,隨著土工織物法向壓力的增加,織物的拉伸模量增加很快,特別是無紡織物更為顯著。例如采用圖3-7所示裝置,織物在土中的法向壓力p。由砝碼通過杠桿施加,拉伸荷載取砝碼孔和量力環測讀值T2的平均值,兩根平行的測針固定在土中的織物上,并伸出盒外,分別測得盒外兩邊的兩測針間距變化,取平均值,可以求得織物的伸長應變。改變法向壓力p。的大小,分別測得:p。=O、75kPa、150kPa條件下,有紡織物和無紡織物的荷載一伸長關系如圖3-8所示。P。使拉伸模量增大的原因在于,土工織物具有較疏松的結構,受力時,纖維沿拉伸方向排列并伸長,同時纖維之間相對滑動,使織物變薄,且橫向收縮,無疑將使拉伸有效截面積減小。如在織物法向加以約束,將限制這種結構調整。同時,因土中垂直于織物平面的變形不均勻,織物不再是一個平面,而呈波浪形,引起織物纖維(或經緯紗)在不同方向的預拉伸,越過小伸長應變彈性模量較低的階段。測得土中織物的抗拉強度與無法向約束條件的抗拉強度相比,也有顯著提高。表3-2列出不同法向壓力下抗拉強度提高的比值,其中無紡織物提高的比值更大。
為了獲得實際工程所需要的拉伸特性指標,必須進一步研究土工織物在土中的拉伸特性。
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