CN110940584A - 一种用于土工格栅实验强度测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于土工格栅实验强度测试方法。在实际土工格栅拉伸强度测试操作中，很难做到将格栅多条同步夹持并同步拉伸，而在实际土工格栅加筋土工程中，土工格栅的破坏也是每条格栅发挥到一定强度且强度不尽相同后逐条破坏。一种用于土工格栅实验强度测试方法。选取足够量的超静定土工格栅；将试验材料加工成纵向7种不同方案试样，且每种方案试样均制作4个，将纵向7种不同方案试样行拉伸试验，取每种方案试样4个结果的平均值作为该种试验方案试样的拉伸强度；分析各个试样的试验拉伸强度，根据各种试样情况相互进行比较，得出此种超静定土工格栅的强度测试可行办法。本发明应用于土工格栅实验强度测试方法。

Description

一种用于土工格栅实验强度测试方法

技术领域

本发明涉及一种用于土工格栅实验强度测试方法。

背景技术

土工格栅作为一种新型的土工合成材料，由聚丙烯、聚氯乙烯等高分子聚合物经热塑或模压为二维网格状或具有一定高度的三维立体网格屏栅而成，并作为工程上的土工加筋材料。土工格栅由于其独特的性能和功效，已经广泛应用于各种公路、铁路、机场的路基增强，路面增强，涵洞增强，大型停车场和码头货场等永久性承载的地基增强，单向拉伸土工格栅增强后的土坡的二次增强，进一步增强土坡，防止水土流失，铁路、公路的边坡防护，矿山、坑道加固等土木工程领域中。并随着工程上不同的要求，土工格栅的种类也越来越多，主要有单、双向塑料土工格栅、玻璃纤维土工格栅、涤纶经编土工格栅、钢塑土工格栅等。

在实际工程中，土工格栅的单向尤其是纵向（主要受力方向）拉伸强度和和相对应的应变是最基本的技术指标之一，往往通过拉伸试验进行测试拉伸性能的好坏。目前单条法和多条法是测定土工格栅拉伸性能的主要试验方法。虽然中国行业标准和国外先进国家的相关标准均采用多条法拉伸，采用多条法可以有效地减小误差，使土工格栅拉伸强度更加符合实际情况；而单条法所得的拉伸强度和应变不能真实完整的反映所试验土工格栅的整体强度情况和工程当中的实际情况。但是在实际土工格栅拉伸强度测试操作中，很难做到将格栅多条同步夹持并同步拉伸，而在实际土工格栅加筋土工程中，土工格栅的破坏也是每条格栅发挥到一定强度且强度不尽相同后逐条破坏。。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于土工格栅实验强度测试方法。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种用于土工格栅实验强度测试方法，其组成包括：土工格栅，所述的土工格栅为超静定土工格栅，该方法包括如下步骤：

（1）选取足够量的超静定土工格栅；

（2）将试验材料加工成纵向7种不同方案试样，且每种方案试样均制作4个，分别是Z1格栅一单条、Z 2格栅一主单条外加左右两个副单条、Z3格栅一主单条外加左右2个副单条且副单条中间断开、Z4 格栅2个主单条、Z5格栅2个主单条外加左右两个副单条、Z6格栅两个主单条外加左右2个副单条且副单条中间断开、Z7（格栅3个主单条）。方案中之所以有必要在主条外加2个副单条，主要是测得超静定格栅对拉伸主条的超静定约束作用所产生的效果。超静定作用具体试样图案详见图2，Z4~Z7依部分试样图类推；

（3）将纵向7种不同方案试样行拉伸试验，取每种方案试样4个结果的平均值作为该种试验方案试样的拉伸强度；

（4）调整上下夹具的具体位置，将超静定格栅试样的计量长度调整在250 mm；

（5）将格栅试样的拉伸速率设置为50 mm·min -1 ，大约为计量长度的20%/min；

（6）为防止格栅试样在夹具处打滑或在夹具处夹坏，可以通过选择较为合理的夹具或在夹具内增加适量的衬垫；

（7）分析各个试样的试验拉伸强度，根据各种试样情况相互进行比较，得出此种超静定土工格栅的强度测试可行办法。

本发明的有益效果：

1.本发明单根格栅折算强度=试样强度/格栅主单条数超静定土工格栅各个试样强度结果见表1。超静定土工格栅各个试样单根格栅折算强度结果见表2。一根试样Z 6 拉伸位移-强度关系曲线图类似图3。其余三根试样Z 6 拉伸位移-强度关系曲线图类似图3。其他试样拉伸位移-强度关系曲线图也类似图3。

在表1、表2中，对比试样方案Z 1 ，Z 4 和Z 7 。的结果可以看出，当超静定土工格栅的单向土工格栅多条受力时，所受力值并不是单条的成倍数的累加，也不是有不同程度的减少，而是呈现出以少于此多条格栅一根的多条格栅单根格栅折算强度的89.8%~90.1%增加，这里的89.8%为表2中的Z 4 的单根折算强度 525.4 N 与表 2 中的 Z 1 的单根折算强度605.3 N的比值；90.1%为表2中的Z 7 的单根折算强度473.6 N与表二中的Z 4 的单根折算强度525.4 N的比值，本研究推荐比值取值统一取为90%。而现行规范《土工合成材料测试规程》（SL235-2012）中土工格栅多条法拉伸强度的计算T 1 =F×Nn式中： T 1 为土工格栅拉伸强度，kN·m -1 ； F 为试样最大拉力，kN； N 为样品每米宽度上的肋数，肋/m； n为试样肋数，（单条法时 n =1，多肋法时 n 为试样实际肋数）。

附图说明：

附图1是本发明的Z1图样的结构示意图。

附图2是本发明的Z2图样的结构示意图。

附图3是本发明的Z3图样的结构示意图。

附图4是本发明试样Z6拉伸位移-强度关系曲线图，图中：横轴为格栅试样拉伸位移/mm，纵轴为格栅试样拉伸强度/N。

具体实施方式：

实施例1：

一种用于土工格栅实验强度测试方法，其组成包括：土工格栅，所述的土工格栅为超静定土工格栅，该方法包括如下步骤：

（1）选取足够量的超静定土工格栅；

（2）将试验材料加工成纵向7种不同方案试样，且每种方案试样均制作4个，分别是Z1格栅一单条、Z 2格栅一主单条外加左右两个副单条、Z3格栅一主单条外加左右2个副单条且副单条中间断开、Z4 格栅2个主单条、Z5格栅2个主单条外加左右两个副单条、Z6格栅两个主单条外加左右2个副单条且副单条中间断开、Z7格栅3个主单条。之所以有必要在主条外加2个副单条，主要是测得超静定格栅对拉伸主条的超静定约束作用所产生的效果。超静定作用具体试样图案详见图2，Z4~Z7依部分试样图类推；

（3）将纵向7种不同方案试样行拉伸试验，取每种方案试样4个结果的平均值作为该种试验方案试样的拉伸强度；

（4）调整上下夹具的具体位置，将超静定格栅试样的计量长度调整在250 mm；

（5）将格栅试样的拉伸速率设置为50 mm·min -1 ，大约为计量长度的20%/min；

（6）为防止格栅试样在夹具处打滑或在夹具处夹坏，可以通过选择较为合理的夹具或在夹具内增加适量的衬垫；

（7）分析各个试样的试验拉伸强度，根据各种试样情况相互进行比较，得出此种超静定土工格栅的强度测试可行办法。

实施例2：

试验结果：

单根格栅折算强度=试样强度/格栅主单条数超静定土工格栅各个试样强度结果见表1。超静定土工格栅各个试样单根格栅折算强度结果见表2。一根试样Z 6 拉伸位移-强度关系曲线图类似图4。其余三根试样Z 6 拉伸位移-强度关系曲线图类似图3。其他试样拉伸位移-强度关系曲线图也类似图4。

试验分析：

在表1、表2中，对比试样方案Z 1 ，Z 4 和Z 7 。

的结果可以看出，当超静定土工格栅的单向土工格栅多条受力时，所受力值并不是单条的成倍数的累加，也不是有不同程度的减少，而是呈现出以少于此多条格栅一根的多条格栅单根格栅折算强度的89.8%~90.1%增加，这里的89.8%为表2中的Z 4 的单根折算强度 525.4 N 与表 2 中的 Z 1 的单根折算强度605.3 N的比值；90.1%为表2中的Z 7 的单根折算强度473.6 N与表二中的Z 4 的单根折算强度525.4 N的比值，本研究推荐比值取值统一取为90%。而现行规范《土工合成材料测试规程》（SL235-2012）中土工格栅多条法拉伸强度的计算T 1 =F×Nn式中： T 1 为土工格栅拉伸强度，kN·m -1 ； F 为试样最大拉力，kN； N 为样品每米宽度上的肋数，肋/m； n 为试样肋数，（单条法时 n =1，多肋法时 n为试样实际肋数）。

该计算公式中若 n =1单条法时则体现出所受力值为单条的成倍数的累加，故而这里应该乘以一折算系数，本试验中由于采用超静定土工格栅可以取为 1+0.9+0.92+...+0.9N-1 = 1-0.9 N1-0.9=10 ( ) 1-0.9N在表1，表2中，对比试样方案Z 1 ，Z 2 和Z 3 ，可以看出，当超静定土工格栅进行拉伸试验时，由于2个副单条的超静定作用，Z 3 （格栅一主单条外加左右2个副单条且副单条中间断开）、Z 2 （格栅一主单条外加左右2个副单条）比Z1 （格栅一单条）的拉伸强度单根格栅折算强度分别提高了14.06%和12.23%。比较Z 2 和Z3 能够得出左右两个副单条中断与否所起作用相差1.83%，相差较小。在表1、表2中，对比试样方案Z 4 ，Z 5 和Z 6 ，可以看出，由于2个副单条的超静定作用当超静定土工格栅进行拉伸试验时Z 6 （格栅2个主单条外加左右2个副单条且副单条中间断开）、Z 5 （格栅2个主单条外加左右2个副单条）比Z 4 （格栅2个单条）的单根格栅折算强度分别提高了1.03%和1.08%。比较Z 5 和Z 6 能够得出左右2个副单条中断与否所起作用相差0.05%，相差很小，几乎可以忽略不计。

实施例3：

（1）超静定土工格栅的单向土工格栅多条受力时呈现出以上一级（少于此多条格栅一条的多条格栅）的单根格栅折算强度的大约90%增加。

（2）建议现行规范《土工合成材料测试规程》（SL235-2012）中土工格栅单条法计算拉伸强度时试样最大拉力应乘以一折算系数，对于本实验中超静定土工格栅，所乘折算系数取为10（1-0.9N）， N 为样品每米宽度上的肋数。

（3）本发明中的超静定土工格栅的超静定作用使得单根格栅折算强度提高1.03%~14.06%，效果明显，建议更多超静定土工格栅的生产与应用。

Claims (1)

1.一种用于土工格栅实验强度测试方法，其组成包括：土工格栅，其特征是：所述的土工格栅为超静定土工格栅，该方法包括如下步骤：

（1）选取足够量的超静定土工格栅；

（2）将试验材料加工成纵向7种不同方案试样，且每种方案试样均制作4个，分别是Z1格栅一单条、Z 2格栅一主单条外加左右两个副单条、Z3格栅一主单条外加左右2个副单条且副单条中间断开、Z4 格栅2个主单条、Z5格栅2个主单条外加左右两个副单条、Z6格栅两个主单条外加左右2个副单条且副单条中间断开、Z7格栅3个主单条，上述中之所以有必要在主条外加2个副单条，主要是测得超静定格栅对拉伸主条的超静定约束作用所产生的效果；超静定作用具体试样图案详见图2，Z4~Z7依部分试样图类推；

（3）将纵向7种不同方案试样行拉伸试验，取每种方案试样4个结果的平均值作为该种试验方案试样的拉伸强度；

（4）调整上下夹具的具体位置，将超静定格栅试样的计量长度调整在250 mm；

（5）将格栅试样的拉伸速率设置为50 mm·min -1 ，大约为计量长度的20%/min；

（6）为防止格栅试样在夹具处打滑或在夹具处夹坏，可以通过选择较为合理的夹具或在夹具内增加适量的衬垫；

（7）分析各个试样的试验拉伸强度，根据各种试样情况相互进行比较，得出此种超静定土工格栅的强度测试可行办法。

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