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玻纤土工格栅疲劳性能试验研究

时间:2018-06-26来源:http://www.mxgccl.com作者:梦想材料浏览次数:

玻纤土工格栅是土工格栅厂家生产的一种新型的土工材料。近几年来在公路建设,特别是高等级公路中得到了广泛的应用(application)川。

玻纤土工格栅疲劳性能(xìng néng)试验研究

玻纤土工格栅是土工格栅厂家生产(Produce)的一种新型的土工材料(Material)。土工格栅分为塑料土工格栅、钢塑土工格栅、玻璃纤维土工格栅和聚酯经编涤纶土工格栅四大类。格栅是用聚丙烯、聚氯乙烯等高分子聚合物经热塑或模压而成的二维网格状或具有一定高度的三维立体网格屏栅,当作为土木工程使用时,称为土工格栅。近几年来在公路建设,特别是高等级公路中得到了广泛的应用(application)川。但作为加筋材料用于公路中,其实际承受的是不同车辆引起的不同水平的交变载荷,格栅材料本身的疲劳问题值得关注。可目前尚未见到这方面的研究。
本文在静载试验的基础上,对玻纤土工格栅材料本身进行了不同应力水平下的疲劳性能试验研究,包括P-S-N曲线、滞回环以及应变与循环次数之间的关系等,为工程应用和标准制定提供试验和理论依据。
试验方法(method)
本次试验选取两种不同规格的玻纤土工格栅作为试验材料(Material),先分别测出纵横两个方向的长度并记录总孔数,再从纵横两个方向分别裁取300mm长的单组砂线,样本容量(Capacity)各为50,然后在M'l5 810材料试验系统上进行静载拉伸试验,分别得到纵横向抗拉强度。和伸长率eo
1疲劳寿命随应力水平的变化规律
经对每级应力水平下的疲劳寿命数据进行分布检验,结果表明满足正态分布,算出每一级应力水平下的一个方向的疲劳寿命平均值Nso,这样就可以得到两种规格两个方向上玻纤土工格栅的中值S一曲线,此时的存活率P=50%;取存活率P=99.9%,由分布函数可以算出安全寿命N".,由此可以得到具有安全寿命的S-N曲线。
另外还可以看出在应力水平较小的阶段,曲线牧平缓,即在这个阶段玻纤土工格栅的疲劳寿命对应力水平的变化较敏感。中值s-N和安全S-N曲线之间的宽度较宽,说明如果用平均寿命来代替每级载荷水平下的疲劳寿命存在较大的安全隐患,同时还反映出玻纤土工格栅的疲劳寿命分布较离散.这与混凝(coagulation)土的特征类似。
2应变一循环(continue)比分析
按标准JC839-1998的要求,玻纤土工格栅的最大应变不能超过4%。本文对玻纤土工格栅在受交变载荷作用(role)时,其应变随循环比N/N f (N为循环次数、Nf为疲劳寿命(lifetime))的变化规律进行了研究(research)。
应变随着循环比的增加整体呈上升趋势(trend)。且曲线大致可以分为三段:
  ①
  ②
  ③
  ④
  ⑤当循环比在0.2左右时曲线较陡,应变增加较快;
  ②越过该段之后曲线开始平缓.基本呈线性,应变较稳定(解释:稳固安定;没有变动);
  ③当循环比超过大约0.8时曲线迅速上翘,应变剧增,试件迅速破坏,这与Holman`'sl在研究(research)混凝(coagulation)土的疲劳问题时得出的结论是一致的。
当循环(continue)比等于1时,玻纤土工格栅在破坏时最大应变明显低于4%,说明玻纤土工格栅在受循环载荷作用时,不是因为应变过大而是由于累积损伤导致脆性破坏。
3滞回特性分析
对一次循环(continue)所采集的数据(data),将载荷尸和变形星LL换算为应力,和应变e,再对数据进行曲线拟合后就会在『-e坐标上形成一个滞回环。土工格栅价格在制造中聚合物的高分子会随加热延伸过程而重新排列定向,加强了分子链间的联结力,达到了提高其强度的目的。其延伸率只有原板材的10%~15%。如果在土工格栅中加入炭黑等抗老化材料,可使其具有较好的耐酸、耐碱、耐腐蚀和抗老化等耐久性能。土工格栅厂家采用经编定向结构,织物中的经纬向纱线相互间无弯曲状态,交叉点用高强纤维长丝捆绑结合起来,形成牢固的结合点,充分发挥其力学性能。
随着循环(continue)次数的增加,滞回环逐渐右偏,且环越来越宽,说明累积塑性应变越来越大,这也验证(Experimental)了在分析(Analyse)应变随循环比变化关系时得出的结论。3结论

  (1)应力水平较低时,玻纤土工格栅疲劳寿命对应力水平的变化较敏感,而应力水平较高时则相反。

  (2)玻纤土工格栅在受循环载荷作用时,不是因为应变过大而是由于累积损伤导致脆性破坏。

  (3)玻纤土工格栅材料本身的应变一循环(continue)比特性(characteristic])曲线表现出三阶段变化规律(rhythmical)。

钢塑土工格栅是由钢塑加筋带经新颖工艺( technology)复合而成, 由于此产品表面延压成具有规则的粗花纹, 铺设于换填土层中承受了巨大的抗应力和与填土之间的摩擦力, 整体上限制了地基土的剪切, 侧面挤出及隆起, 由于加筋土垫层的刚度较大, 有利于上部基础荷载的扩散并较均匀地传递, 分布到下卧软土层上, 较好地提高了地基的承载力, 由于加筋土垫层的作用(role), 加大了压缩层范围内地基的整体刚度, 有利于调整地基的变形, 使用了钢塑加筋土工格栅而形成的加筋土复合垫层属于柔性结构(Structure)物, 能很好地吸收地震的能量, 故其抗震性能好。

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