摘 要 :土工合成材料试样边缘出现的毛刺、分叉、裁剪不整齐等也会影响拉伸试验结果,这些因素会导致试样抗拉强度偏低,我们在检测过程中应严格按标准进行操作,避免以上影响因素的发生,保证检测结果的准确性。
关键词 :合成材料;检测;拉伸
土工合成材料已日益广泛地应用于公路工程结构中,成为公路工程*的一种重要材 料。土工合成材料发展很快,大量新材料、新工艺不断出现,要检测的项目也不断增多,其中主要的测试项目之一是拉伸试验。
本文主要介绍影响土工合成材料拉伸试验机中的几个关键因素。
1.试样尺寸的选择
检测之前,要先将试样根据各种检测的需要进行裁剪。土工合成材料一般裁剪成宽条试样与窄条试样两种形式,而大孔径的土工材料,则有一些特别的规定。
1.1宽条试样
宽条试样的宽度一股为 200mm, 长度至少 200mm。裁剪实际长度要视夹具而定,保证有足够的长度使试样伸出夹具。如果是有纺土工织物,则裁剪试样的宽度要210mm,同时在试样两边拆去大约相同数量的纤维,以使试样宽度为200mm才可进行试验。
1.2窄条试样
窄条试样裁剪宽度一般为50mm,长度至少200mm。裁剪时也要保证有足够的长度使试样伸出夹具。进行检测时,其计量长度为100mm。有纺土工织物,试样裁剪草除根长度至少为60mm,宽度要达到50mm才可进行试验。
1.3试样尺寸
土工格栅、土工网等大孔径材料(当量孔径大于10mm),拉伸试验的宽度和长度均应包括一个或多个完整的肋(格栅)或者一个或多个完整的网孔。裁剪试样应从肋间或网孔间对称剪取。土工格栅等大孔径材料拉伸试样尺寸可不受以上(1)、(2)条的限制。
在实际检测过程中,除了测干态强度外,还要检测湿态强度。此时,就要裁剪两倍的长度,然后剪为二块,一块测干强度,另一块测湿强度。实际检测发现:对有纺织物,在条宽较小时其试验强度偏大。50mm窄条试样的抗拉强度比100mm宽条试样高10%~20%。无纺土工织物则偏低10%~30%,因此我们通常采用宽条试样,这样可一定程度地减少试验误差。
研究表明,试样尺寸及开关对抗拉强度有校大影响,特别是无纺土工织物纤维松散,织物组织受力后极易被除破坏,颈缩量很大,强度明显降低。而有纺土工织物横丝各自在大体独立,较难引起因张拉方向变形而产生的横向收缩,因而颈缩量较小,对其抗拉强度影响也不大。因此试验时为了减少试样尺寸对颈缩的影响,应尽量加大宽度把颈缩现象控制到小。
2拉伸速率的影响
进行实际检测时,一般速率50mm/min进行拉伸。拉伸速率对抗拉强度也有一定影响,一般拉伸速度越大抗拉强度越大。用低的拉伸速度进行检测偏于安全,为反映工程实际,上都趋于采用较慢的拉伸速率。一般为10mm/min。但实际上,某些土工合成材料达到破坏时变形很大,特别是无纺土工织物可达60%以上,加上土工合成材料试件的不均匀性,需要反复多次进行试验,因些综合拉伸速度影响及缩短时间的需要,我们通常采用50mm/min的速度进行试验。
如果拉伸速度选择不当的话,试样有可能在钳口内打滑或在钳口边缘断裂,为防止这种情况发生,通常要在钳口内加衬垫,或者将钳口内的土工合成材料用固化胶加强,也可改进钳口面。
3 夹具的影响
夹具是试样拉伸试验过程中的关键部件 , 无论宽条还是窄条试样,在检测时都要将整个试样均匀地夹持在夹具内,并要求拉伸时土工合成材料在整个宽度上产生均匀的应力。钳口面要有一定的约束作用,防止试样在钳口内打滑,同时,又要防止试样在钳口内被破坏。当沿宽度方向的夹持力不均匀时,极易造成局部应力集中,使用试样检测强度低于实际值。
对于土工栅和土工网等材料,由于材料在直接接触刚性夹具时,试样容易受损,在夹持不均匀时,也容易使上工网或格栅局部应力集中而影响测试结果的真实性。因此,在夹持此类材料时,在夹具和土工格栅(网)之间应有柔性衬垫。
当宽条试样有效宽度为200mm时,夹具的实际宽度不应小于210mm;当窄条试样有效宽度为50mm时,夹具实际宽度不应小于60mm。为满足某土工合成材料变形较大的要求,检测时,残余分子夹具间的大净距要保证不小于300mm。
土工合成材料试样加工时边缘出现的毛刺、分叉、裁剪不整齐等现象也是影响拉伸试验结果的因素,这些因素都会慎重试样抗拉强度偏低。实践证明,只要我们在检测过程中严格按标准进行操作,避免以上影响因素的发生,就能保证检测结果的真实性和准确性。