上海湘杰儀器淺談影響土工合成材料拉伸試驗的因素

    摘 要 :土工合成材料試樣邊緣出現(xiàn)的毛刺、分叉、裁剪不整齊等也會影響拉伸試驗結果,這些因素會導致試樣抗拉強度偏低,我們在檢測過程中應嚴格按標準進行操作,避免以上影響因素的發(fā)生,保證檢測結果的準確性。

關鍵詞 :合成材料；檢測；拉伸

    土工合成材料已日益廣泛地應用于公路工程結構中，成為公路工程*的一種重要材 料。土工合成材料發(fā)展很快，大量新材料、新工藝不斷出現(xiàn)，要檢測的項目也不斷增多，其中主要的測試項目之一是拉伸試驗。

    本文主要介紹影響土工合成材料拉伸試驗機中的幾個關鍵因素。

 1.試樣尺寸的選擇

    檢測之前，要先將試樣根據(jù)各種檢測的需要進行裁剪。土工合成材料一般裁剪成寬條試樣與窄條試樣兩種形式，而大孔徑的土工材料，則有一些特別的規(guī)定。

1.1寬條試樣

    寬條試樣的寬度一股為 200mm， 長度至少 200mm。裁剪實際長度要視夾具而定，保證有足夠的長度使試樣伸出夾具。如果是有紡土工織物，則裁剪試樣的寬度要210mm，同時在試樣兩邊拆去大約相同數(shù)量的纖維，以使試樣寬度為200mm才可進行試驗。

1.2窄條試樣

    窄條試樣裁剪寬度一般為50mm，長度至少200mm。裁剪時也要保證有足夠的長度使試樣伸出夾具。進行檢測時，其計量長度為100mm。有紡土工織物，試樣裁剪草除根長度至少為60mm，寬度要達到50mm才可進行試驗。

1.3試樣尺寸

    土工格柵、土工網(wǎng)等大孔徑材料（當量孔徑大于10mm），拉伸試驗的寬度和長度均應包括一個或多個完整的肋（格柵）或者一個或多個完整的網(wǎng)孔。裁剪試樣應從肋間或網(wǎng)孔間對稱剪取。土工格柵等大孔徑材料拉伸試樣尺寸可不受以上（1）、（2）條的限制。

    在實際檢測過程中，除了測干態(tài)強度外，還要檢測濕態(tài)強度。此時，就要裁剪兩倍的長度，然后剪為二塊，一塊測干強度，另一塊測濕強度。實際檢測發(fā)現(xiàn)：對有紡織物，在條寬較小時其試驗強度偏大。50mm窄條試樣的抗拉強度比100mm寬條試樣高10%~20%。無紡土工織物則偏低10%~30%，因此我們通常采用寬條試樣，這樣可一定程度地減少試驗誤差。

    研究表明，試樣尺寸及開關對抗拉強度有校大影響，特別是無紡土工織物纖維松散，織物組織受力后極易被除破壞，頸縮量很大，強度明顯降低。而有紡土工織物橫絲各自在大體獨立，較難引起因張拉方向變形而產(chǎn)生的橫向收縮，因而頸縮量較小，對其抗拉強度影響也不大。因此試驗時為了減少試樣尺寸對頸縮的影響，應盡量加大寬度把頸縮現(xiàn)象控制到小。

 2拉伸速率的影響

    進行實際檢測時，一般速率50mm/min進行拉伸。拉伸速率對抗拉強度也有一定影響，一般拉伸速度越大抗拉強度越大。用低的拉伸速度進行檢測偏于安全，為反映工程實際，上都趨于采用較慢的拉伸速率。一般為10mm/min。但實際上，某些土工合成材料達到破壞時變形很大，特別是無紡土工織物可達60%以上，加上土工合成材料試件的不均勻性，需要反復多次進行試驗，因些綜合拉伸速度影響及縮短時間的需要，我們通常采用50mm/min的速度進行試驗。

    如果拉伸速度選擇不當?shù)脑?，試樣有可能在鉗口內打滑或在鉗口邊緣斷裂，為防止這種情況發(fā)生，通常要在鉗口內加襯墊，或者將鉗口內的土工合成材料用固化膠加強，也可改進鉗口面。

3 夾具的影響

    夾具是試樣拉伸試驗過程中的關鍵部件 ， 無論寬條還是窄條試樣，在檢測時都要將整個試樣均勻地夾持在夾具內，并要求拉伸時土工合成材料在整個寬度上產(chǎn)生均勻的應力。鉗口面要有一定的約束作用，防止試樣在鉗口內打滑，同時，又要防止試樣在鉗口內被破壞。當沿寬度方向的夾持力不均勻時，極易造成局部應力集中，使用試樣檢測強度低于實際值。

對于土工柵和土工網(wǎng)等材料，由于材料在直接接觸剛性夾具時，試樣容易受損，在夾持不均勻時，也容易使上工網(wǎng)或格柵局部應力集中而影響測試結果的真實性。因此，在夾持此類材料時，在夾具和土工格柵（網(wǎng)）之間應有柔性襯墊。

當寬條試樣有效寬度為200mm時，夾具的實際寬度不應小于210mm；當窄條試樣有效寬度為50mm時，夾具實際寬度不應小于60mm。為滿足某土工合成材料變形較大的要求，檢測時，殘余分子夾具間的大凈距要保證不小于300mm。

    土工合成材料試樣加工時邊緣出現(xiàn)的毛刺、分叉、裁剪不整齊等現(xiàn)象也是影響拉伸試驗結果的因素，這些因素都會慎重試樣抗拉強度偏低。實踐證明，只要我們在檢測過程中嚴格按標準進行操作，避免以上影響因素的發(fā)生，就能保證檢測結果的真實性和準確性。