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肥城联谊工程塑料有限公司土工布抗拉强度、伸长率与拉伸模量测试
日期:2018年 09月 17日 共阅:234次 文章来源:山东肥城联谊工程塑料有限公司

土工布的抗拉强度(tensile strength)是指试样承受均匀拉伸直至断裂时单位宽度的最大拉力。伸长率( elongation)是指试样受拉伸后的长度增量与相应受拉段原始长度的比值。

在实验室里,用条带拉伸试验来测定土工布的抗拉强度。根据所用试件的宽度,条带拉伸试验分为宽条拉伸试验(试件宽200mm)和窄条拉伸试验(试件宽50mm)。拉伸试验采用拉力试验机和夹具(clamps),将剪裁好的试件两端固定在夹具里,起动拉力机以固定速率拉伸试件,在拉伸过程中测量所施加的荷载以及对应的拉伸变形量,直至试件断裂为止。根据拉伸试验的结果,可以绘制土工布应力-应变曲线。

根据拉伸试验得到的完整应力-应变曲线,可以计算土工布的抗拉强度和伸长率。抗拉强度是整个拉伸过程中材料单位宽度所承受的最大拉力,按式计算;伸长率又称为断后延伸率,是试样断裂时的伸长量与试件初始长度的比值,按式计算。

这里需要说明的是:纵坐标拉应力和式计算的抗拉强度的单位都是kN/m,而不是土力学中习惯的kN/m2kPa,主要是考虑土工布的厚度薄,且在实验过程中或在实际应用中变化很大,测定困难。在下文计算和表述土工合成材料的模量时,也采用了相同的处理方式。

土工布的抗拉强度和伸长率受原材料的种类、结构类型:和制造工艺的影响,在室内试验测定时,还会受到试样宽度、各向异性和拉伸速率的影响。如有纺土工布和土工格栅,在经纬两个方向上结构形式和制作工艺存在差异,使其力学性质表现出各向异性,因此,拉伸试验要区分不同的方向,分别进行拉伸试验以获得材料沿径向和纬向的抗拉强度。窄条拉伸试样的宽度为50mm,拉伸过程中试样横向收缩很大,有时高达50010以上,而实际工程中土工合成材料受到周围土体的作用不会发生显著的横向收缩。因此,窄条拉伸试验与实际情况有出人,测得的抗拉强度偏小。宽条拉伸试验试样宽度至少为200mm,且宽度比长度要大(拉伸试样的计量长度一般为100mm)。拉伸过程中的宽条试样横向收缩较小,比较符合实际情况,一般采用宽条拉伸试验测量土工合成材料的抗拉强度。拉伸速率也会影响测得的抗拉强度,应当根据不同的试样类型,按相关试验规程的规定选择合理的拉伸速率。

根据试验结果还可以获得被测试件的弹性模量(modulus of elastic-ity),定义为应力-应变曲线初始段的斜率,也称为初始切线模量(initial tangentmodulus)。由于土工合成材料的应力应变关系一般呈现非线性特征,区此拉伸模量不宜采用某一个确定的方法表示,而应根据拉伸曲线形态特征采用合适的方式进行表述。除了初始切线模量外,还可以用偏移切线模量(offset tangentmodulus,亦称之为补偿切线模量)和割线模量(secant modulus)

当拉伸试验的应力-应变曲线的初始阶段斜率较小,而接着又以近似线性变化,则可以将纵坐标向右平移到直线段的延长线与横坐标相交的位置,取近似直线段的斜率作为土工合成材料的偏移切线模量。当应力。应变曲线初始阶段斜率很小,而随后又不存在近似直线段时,也可取该段曲线的最大斜率作为偏移切线模量。

在呈非线性形态的土工布的拉伸应力-应变曲线中,可以通过连接原点和曲线上任意点作一条直线,将该直线的斜率定义为材料的割线模量。一般取伸长率为10%时对应的曲线点进行计算,这时得到的割线拉伸模量记为Es10

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