在空气中土工格栅的蠕变试验规程模板.doc

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21 蠕变试验
21.1 目的和适用范围
21.1.1 本试验用于测定土工合成材料的拉伸蠕变变形及拉伸蠕变破坏强度。
21.1.2 本试验适用于各类土工合成材料。
21.2 引用标准
    ASTMD5262—95《土工合成材料无侧限条件下的拉伸蠕变特性试验》。
21.3 试验设备及用具
21.3.1 试验装置:
    1 试验仪器应安装在无振动的地方。
    2 当有多台试验仪时, 每台试验仪应是独立的, 互不干扰的, 当对一台仪器的试样加荷, 或某一台仪器的试样发生断裂而引起的颤抖或振动对周边试验应无影响。
    3 试验室的室温应保持为(20±2)℃, 相对湿度为(60±10)%。
21.3.2 夹具: 应符合本规程9.3.2规定。
9.3.2夹具:一对可夹持试样的夹具、 钳日面应能防止试样在钳日内打滑, 并能防止试样在钳日内被夹坏。两个夹具中的一个支点应能自由转动或为万向接头保证两夹具在一个平面内。
1宽条试样有效宽度200mm, 夹具实际宽度应不小于210rnm。
2窄条试样有效宽度50mm, 夹具实际宽度应不小于60mm。
21.3.3 加荷装置: 可采用砝码、 杠杆或气压方式, 加荷要求迅速而乎稳, 并在试验过程中保持不变。荷载精确度应控制在所加荷载的±1%范围内。
21.3.4 伸长计: 用以测定伸长量, 读数应精确至0.003mm。
21.4 试样制备
21.4.1按本规程3.3.1规定裁剪试样。
3.3.1制样原则:
1每项试验的试样应从样品的长度和宽度两个方向上随机剪取, 距样品的边缘应等于或大于100mn, 送检样品应不小于1延长米(或2平方米 ) 。
2试样应不含有灰尘、 折痕、 孔洞、 损伤部分和可见疵点。
3对同一项试验剪取两个以上的试样时, 应避免它们位于同一纵向和横向位置上, 即采用梯形取样法, 如不可避免(如卷装, 幅宽较窄), 应在试验报告中注明情况。
4剪取试样时应满足精度要求。
5剪取试样前, 应先有剪裁计划, 然后再剪。
6对每项试验所用全部试样, 应予以编号。
21.4.2 试样尺寸:
    1 应采用宽条试样, 应符合本规程9.4.3规定。
9.4.3试样尺寸:
1宽条试样:裁剪试样宽度200mn,长度至少200mm, 实际长度视夹具而定, 必须有足够的长度使试样仲出夹具, 试样计量长度为100mm。对于编织型土工织物, 裁剪试样宽度210rnm,在两边抽去大约相同数量的边纱, 使试样宽度达到200mm。
2窄条试样:裁剪试样宽度50mm,长度至少200mm必须有足够长度的试样仲出夹具, 试样计量长度为100mm。对编织型土工织物, 裁剪试样宽度60mm, 在两边抽去大约相同数量的边纱, 使试样宽度达到50mm。
3除测干态抗拉强度外, 还需测湿态强度时, 应裁剪两倍的长度, 然后一剪为二, 一块测十强度;另一块测湿强度。
    2 对于断裂强度大于100kN/m的高强土工织物, 如受到设备限制, 可用宽100mm的试样替代宽200mm的试样。
    3 对于土工格栅, 试样至少应包含3根纵向筋条及1根横向肋条。
21.4.3 分别剪取纵向及横向试样。试样数量根据试验需要决定。
    1 当设计需要不同荷载水平的蠕变特性时, 可采用4级荷载, 分别为20%、 30%、 40%、 60%极限荷载。
    2 如只需要设计荷载下的蠕变特性时, 可采用2级荷载, 一级为设计荷载; 另一级大于设计荷载, 荷载大小由设计人员规定。
    3 当需要了解温度对蠕变特性的影响时, 则除了进行上面标准温度(20±2℃)下的试验外, 可分别在(1O±2)℃和(40±2)℃两种温度下进行试验。也可按照现场条件而定。
21.5 操作步骤
21.5.1 将室温度调至20±2℃和湿度为60±10%, 试样在此环境下至少应静置24h。
21.5.2 将试样放入夹具内夹紧。试样应对中使不受偏心荷载, 应符合本规程9.5.4规定。
9.5.4将试样对中放入夹具内。为方便对中, 事先在试样上画垂直于拉伸方向的两条相距100mnn的平行线, 使两条线尽可能贴近上下夹具的边缘。
21.5.3 将伸长仪直接安装在试样上。

    2 对土工格栅, 应放在节点位置。
21.5.4 按本节21.5.1～21.5.3规定分别对同一组蠕变试验的其余各荷载水平的试样进行安装。
21.5.5 施加预拉荷载, 将预拉荷载迅速而平稳地分别加到各试样上, 预拉荷载包括加荷设备和夹具的重量。施加预拉荷载和施加试验全部荷载的时间间隔不应超过10min。并记录由预拉荷载引起的伸长量, 取施加预拉荷载后的试样应变作为初读数。
    1 试样抗拉强度不大于17.5kN/m, 预拉荷载45N。
    2 试样抗拉强度大于17.5kN/m, 预拉荷载为抗拉强度的1.25%, 但最大不超过300N。
21.5.6 迅速而平稳地分别将相应各应力水平的荷载加到各试样上, 并记录加荷时间(不计施加预拉荷载时间)。
21.5.7 测量各试样伸长量。
    1 可按下列时间间隔测记变形增长值: 1min、 2min、 6min、 10min及30min; 和1h、 2h、 5h、 10h、 30h、 100h、 500h及1000h, 以后每500h测量一次, 直至试验结束。
    2 当蠕变变形出现突变情况, 应增加读数次数。
21.5.8 试样断裂或试验已达规定测量时间, 试验终止。对断裂试样, 记录破坏形式、 位置及达到破坏的时间。
21.6 计 算
21.6.1 按下式计算各时间的应变:
ε＝△L×100/LR
(21.6.1)

式中ε
——应变, %;
△L
——加预拉荷载至测读时间的伸长量, mm;
   LR
——初始计量长度与预拉荷载伸长量之和, mm。
21.6.2 以应变(%)为纵坐标和时间(h)为横坐标作图, 见图21.6.2。当采用多级荷载试验时, 应标出各条曲线相应的单宽荷载(kN/m)。

图21.6.2蠕变试验曲线
21.6.3 对于土工格栅, 按下式计算单宽荷载:

( 21.6.3)

式中a
——单宽荷载, kN/m;
F
——施加的荷载, kN;
NR
——试样的助条数, 条;
NT
——单位宽度的筋条数, 条。
21.7 记录
21.7.1 蠕变试验记录格式, 见表A19。

表A19
蠕变试验记录

委托单位

加荷方式

试验日期

产品名称规格

伸长仪规格

试验者

试样尺寸(mm)

温度(℃)

计算者

夹具类型

湿度(%)

校核者

序号
1
2
3
4
试验荷载
荷载水平(%)

等效单宽荷载(kN/m)

试样荷载(kN)

预拉荷载(N)

历时(h)
伸 长 量  (mm)
1/60

2/60

6/60

10/60

1

2

3

┇

说  明
    包括极限强度,加预拉荷载时间、 加全部荷载时间、 初始计量长度、 预见拉荷载伸长量、 试样破坏型部位。

格栅蠕变极限强度是指在某种荷载作用下, 在温度为200c, 负载时间为106.02小时时, 该荷载引起格栅的延伸率不超过10%, 称该荷载为蠕变极限强度

9 条样法拉伸试验
9.1 目的和适用范围
9.1.1 本试验用于测定条带试样的拉伸强度和延抻率。
9.1.2 本试验适用于各类土工织物、 土工膜和土工复合品。
9.2 引用标准
    ASTMD4595—86《用宽条法测定土工织物的拉伸特性》;
    IS010319—93《土工织物——宽条拉伸试验》。
9.3 试验设备及用具
9.3.1 拉力机: 应具有等速拉伸功能, 并能测读拉伸过程中试样的拉力和伸长量, 记录拉力一伸长量曲线。
9.3.2 夹具: 一对可夹持试样的夹具、 钳口面应能防止试样在钳口内打滑, 并能防止试样在钳口内被夹坏。两个夹具中的一个支点应能自由转动或为万向接头保证两夹具在一个平面内。
    1 宽条试样有效宽度200mm, 夹具实际宽度应不小于210mm。
    2 窄条试样有效宽度50mm, 夹具实际宽度应不小于60mm。
9.3.3 量测设备:
    1 荷载指示值或记录值的误差应不大于相应实际荷载的2%。
    2 伸长量的测量设备读数应精确至1mm。
    3 可绘制试样的拉力一伸长量曲线。
9.4 试样准备
9.4.1 按本规程3.3.1规定裁剪试样。
9.4.2 纵向和横向试样分别应不少于6块。
9.4.3 试样尺寸:
    1 宽条试样: 裁剪试样宽度200mm, 长度至少200mm, 实际长度视夹具而定, 必须有足够的长度使试样伸出夹具, 试样计量长度为100mm。对于编织型土工织物, 裁剪试样宽度210mm, 在两边抽去大约相同数量的边纱, 使试样宽度达到200mm。
    2 窄条试样: 裁剪试样宽度50mm, 长度至少200mm必须有足够长度的试样伸出夹具, 试样计量长度为100mm。对编织型土工织物, 裁剪试样宽度60mm, 在两边抽去大约相同数量的边纱, 使试样宽度达到50mm。
    3 除测干态抗拉强度外, 还需测湿态强度时, 应裁剪两倍的长度, 然后一剪为二, 一块测干强度; 另一块测湿强度。
9.5 操作步骤
9.5.1 准备好干湿试样。对湿态试样从水中取出至上机拉伸的时间间隔应不大于10min。
9.5.2 将两夹具的初始间距调至100mm。
9.5.3 选择拉力机的负荷满量程范围, 使试样的最大断裂力在满量程的10％～90％范围内, 设定拉伸速率为20mm/min。
9.5.4 将试样对中放人夹具内。为方便对中, 事先在试样上画垂直于拉伸方向的两条相距100mm的平行线, 使两条线尽可能贴近上下夹具的边缘。
9.5.5 开动拉力机, 同时启动记录装置, 记录拉力一伸长量曲线, 连续运转直至试样破坏, 停机。
    1 若试样在钳口内打滑, 或在钳口边缘或钳口内被夹坏, 该试验结果应予剔除, 并增补试样。
    2 当试样在钳口内打滑或大多数试样被钳口夹坏, 宜采取下列改进措施: ①钳口内加衬垫; ②钳口内的试样用涂料加强; ③改进钳口面。
9.5.6 重复本节9.5.4～9.5.5步骤对其余试样进行试验。
9.6 计 算
9.6.1 按下式计算抗拉伸强度Ts:

(9.6.1)

式中Ts
——抗拉强度, kN/m;
Pf
——实测最大拉力, kN;
   B
——试样宽, m。
9．6．2按下式计算延伸率εp:

(9.6.2)

式中 εp
——延伸率, %,
   L0
——试样计量长度, mm;
Lf
——最大拉力时的试样长度, mm。
9.6.3 按本规程3.5规定分别计算拉伸强度及延伸率的平均值, 标准差σ及变异系数Cv。
9.6.4 由试样的拉力一伸长量曲线计算模量。
    1 初始拉伸模量EI: 如果应力一应变曲线在初始阶段是线性的, 取初始切线斜率为初始拉伸模量, 见图9.6.4(a)。
    2 偏移拉伸模量E0: 当应力一应变曲线开始段坡度小, 中间部分接近线性, 取中间直线的斜率为偏移模量, 见图9.6.4(b)。
    3 割线拉伸模量Es: 当应力一应变曲线始终呈非线性, 可采用割线法。从原点到曲线上某一点连一直线, 该线斜率即为割线模量, 见图9.6.4(c).

图9.6.4拉伸模量表示法
9.7 记录
9.7.1 拉伸试验记录格式见表A6。

表A6
拉伸试验记录

委托单位

试样长度(mm)

试验日期

产品名称规格

试样宽度(mm)

试验者

拉力机型号

温度(℃)

计算者

拉伸速率(mm/min)

湿度(%)

校核者

序号
纵  向
横  向
拉力(N)
强度(kN/m)
伸长量(mm)
延伸率(%)
拉力(N)
强度(kN/m)
伸长量(mm)
延伸率(%)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

平均值
标准差σ
变异系数Cv(%)

18 土工格栅、 土工网及土工带拉伸试验
18.1 目的和适用范围
18.1.1 本试验规定了土工格栅、 土工网、 土工带的拉伸试验方法及取样方法。
18.1.2 进行试验之前, 按本规程3．4的规定对土工格栅和土工网试样进行调湿处理。
18.2 设备及用具
18.2.1 主要设备为拉力机、 夹具、 量测和记录装置, 按本规程9.3的规定。
18.3 试样准备
18.3.1 土工格栅试样准备:
    1 不论纵向或横向, 每组应随机取10个试样。
    2 试样形状见图18.3.1, 黑色为所剪取的试样。

图18.3.1土工格栅试样形状
18.3.2 土工网试样准备:
    1 不论纵向或横向, 每组应随机取1O个试样。
    2 试样形状尺寸见图18.3.2, 图中实线轮廓为试样的受力部位, 长方形虚线为夹持部位。

图18.3.2土工网试样形状
18.3.3 土工带试样准备:
    1 每组应随机取不少于6条试样。
    2 取土工带整条宽度, 计量长度为100mm。
18.4 操作步骤
18.4.1 按试样的计量长度调整拉力机上、 下夹具的间距。
18.4.2 将试样放入夹具内夹紧。
18.4.3 试样的最大断裂力应在拉力机负荷满量程的10%～90%范围内, 调整好荷载和位移零点位置。
18.4.4 设定拉伸速率:
    1 土工格栅和土工网为计量长度的20%/min。
    2 土工带为50mm/min。
18.4.5 开动拉力机, 同时启动记录装置, 连续运转直至试样破坏为止, 停机。在拉伸过程中, 同时记录拉力一伸长量曲线。
18.5 计 算
18.5.1 土工格栅抗拉强度计算:
    1 按下式计算试样的拉力平均值

(18.5.1-1)

式中xi
——第i块试样的最大拉力值, N;
n
——试样个数, 个;

——n个试样的拉力平均值, N。
    2 按下式计算每延米土工格栅的抗拉强度T
T＝S/1000
(18.5.1-2)

式中
——试样(一根筋)的拉力平均值, N;
    s
——lm宽范围内筋的根数, 根
  T
——每延米土工格栅抗拉强度。 kN/m。
18.5.2 土工网抗拉强度计算(见图18.3.2):
    1 单孔试样(型号CEl31)抗拉强度计算:
　    1)按本节18.5.1-1规定计算全部试样的拉力平均值;
　    2)按下式计算每延米土工网的抗拉强度T1
Tl=·s1/1000
(18.5.2-1)

式中
——试样的拉力平均值, N;
sl
——lm宽范围内土工网的孔数, 个;
  T1
——每延米土工网的抗拉强度, kN/m。
    2 单筋试样(型号CEl51、 CEl52等)抗拉强度计算:
　    1)按本节18.5.1-1规定计算全部试样的拉力平均值;
　    2)按下式计算每延米土工网的抗拉强度T2
T2=·s2/1000
(18.5.2-2)

式中
——试样的拉力平均值, N;
S2
——1m宽范围内土工网的单筋根数, 根;
  T2
——每延米土工网的抗拉强度, kN/m。
    3 孔眼小于10mm的土工网抗拉强度计算:
　    1)按本节18.5.1-1规定计算全部试样的拉力平均值;
　    2)按下式计算每延米土工网的抗拉强度T3
T3=x3×20/1000
(18.5.2-3)

式中
——试样(宽50mm)的拉力平均值, N;
   T3
——每延米土工网的抗拉强度, kN/m。
18.5.3 土工带抗拉强度计算:
    1 按本节18.5.1-1规定计算全部试样的拉力平均值, 即为土工带的抗拉力Pf, 单位为kN。
    2 按下式计算土工带单位截面积的抗拉强度:

(18.5.3)

式中Pf
——土工带的抗拉力, kN;
Bo、 Ho
——分别为土工带的初始宽度及初始厚度, m;
p
——单位截面积的抗拉强度, kPa。
18.5.4 按下式计算土工格栅、 土工网及土工带的延伸率ε

(18.5.4)

式中Lf
——对应最大拉力时的试样长度, mm;
Lo
——试样的初始计量长度, mm;
ε
——延伸率, %。
18.6 记 录
18.6.1 土工格栅和土工网试验记录格式见表A14。
18.6.2 土工带试验记录格式见表A15。

表A14
土工格栅、 土工网试验记录

委托单位

试样长度(mm)

产品名称规格

温度(℃)

试验者

拉力机型号

湿度(%)

计算者

拉伸速率(mm/min)

试验日期

校核者

序号
纵  向
横  向
拉力(N)
伸长量(mm)
延伸(%)
拉力(N)
伸长量(mm)
延伸(%)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

平均值
标准差σ
变异系数Cv(%)

每延米筋数或孔数

每延米强度(kN/m)

表A15
土工带试验记录

委托单位

土工带宽度(mm)

试验日期

产品名称规格

土工带厚度(mm)

试验者

拉力机型号

温度(℃)

计算者

拉伸速率(mm/min)

湿度(%)

校核者

序号
样品A
样品B
拉力(N)
伸长量(mm)
延伸(%)
拉力(N)
伸长量(mm)
延伸(%)
1
2
3
4
5
6

平均值
标准差σ
变异系数Cv(%)

每延米筋数或孔数

每延米强度(kN/m)