發(fā)布時(shí)間：2020-10-13 22:34

　　 拉伸土工格柵作為一種特殊的加筋土工合成材料,因其具有高強(qiáng)度、低應(yīng)變、重量輕、耐酸堿、抗老化等優(yōu)點(diǎn)已被廣泛的應(yīng)用于各大工程領(lǐng)域中,特別是用于路基加固和降低不均勻沉降有明顯功效。我國對(duì)拉伸塑料土工格柵的應(yīng)用和研究起步較晚,更多的偏向于對(duì)土工格柵工程應(yīng)用方面的研究,而針對(duì)土工格柵本身力學(xué)特性的試驗(yàn)研究相對(duì)較少。針對(duì)我國土工格柵的研究現(xiàn)狀,本文對(duì)雙向塑料土工格柵進(jìn)行了不同拉伸模式下的拉伸試驗(yàn)研究,以期待試驗(yàn)結(jié)果能對(duì)土工格柵在不同受力方式下的力學(xué)性能做出合理評(píng)價(jià)。本文首先對(duì)國內(nèi)外學(xué)者對(duì)土工合成材料拉伸試驗(yàn)和拉伸特性研究成果做了總結(jié),并對(duì)土工合成材料,土工格柵的概念、分類以及工程應(yīng)用做了總結(jié)和討論。從生產(chǎn)工藝的角度對(duì)拉伸土工格柵產(chǎn)品的拉伸機(jī)理進(jìn)行了解釋,同時(shí)從微觀和宏觀兩方面對(duì)土工格柵的結(jié)構(gòu)和工程特性進(jìn)行了分析。本文重點(diǎn)通過單向拉伸、雙向拉伸、全向拉伸三種試驗(yàn)方法對(duì)雙向土工格柵進(jìn)行拉伸試驗(yàn)研究,分析總結(jié)雙向塑料土工格柵在不同受力方式下所表現(xiàn)出力學(xué)性能的差異。對(duì)于單向拉伸試驗(yàn),主要對(duì)雙向塑料土工格柵進(jìn)行多肋無側(cè)向約束、多肋有側(cè)向約束拉伸試驗(yàn),通過控制拉伸速率,研究拉伸速率對(duì)拉伸塑料土工格柵拉伸特性的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明同一強(qiáng)度拉伸塑料土工格柵在單向受力拉伸時(shí),拉伸強(qiáng)度和割線拉伸模量都隨著拉伸速率的增大而增大,極限應(yīng)變則隨著拉伸速率的增大而減小。同一速率下拉伸,兩種拉伸方式所表現(xiàn)出的力學(xué)性能差別較大。通過回歸分析,歸納總結(jié)了一定應(yīng)變下拉伸強(qiáng)度、拉伸模量與拉伸速率的相關(guān)性。對(duì)比拉伸后破壞的格柵發(fā)現(xiàn),由于拉伸速率的不同,會(huì)出現(xiàn)兩種破壞模式。對(duì)于雙向拉伸試驗(yàn),主要對(duì)雙向塑料土工格柵進(jìn)行在空氣中和砂中施加不同軸向荷載的拉伸試驗(yàn)。通過控制拉伸速率,研究拉伸速率對(duì)拉伸塑料土工格柵雙向受力拉伸時(shí)拉伸特性的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明同一強(qiáng)度雙向塑料土工格柵在雙向受力拉伸時(shí)拉伸強(qiáng)度、割線拉伸模量以及極限值應(yīng)變隨拉伸速率變化的趨勢(shì)與單向拉伸類似。對(duì)比空氣中與砂中拉伸試驗(yàn)結(jié)果,同一強(qiáng)度土工格柵,相同拉伸速率下同一應(yīng)變所對(duì)應(yīng)的拉伸強(qiáng)度和拉伸模量,空氣中的要比砂中的小的多,且差值隨著軸向荷載的增大而增大,峰值應(yīng)變變化趨勢(shì)則正好相反。對(duì)于全向拉伸試驗(yàn),主要對(duì)三種不同強(qiáng)度的雙向拉伸塑料土工格柵和經(jīng)編玻纖土工格柵進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。通過同種材料不同強(qiáng)度拉伸試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比和同種強(qiáng)度兩種材料拉伸試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比,試驗(yàn)結(jié)果表明對(duì)于塑料土工格柵全向拉伸和單雙向拉伸時(shí)的應(yīng)力~應(yīng)變曲線變化規(guī)律一致;同一應(yīng)變所對(duì)應(yīng)的拉伸強(qiáng)度和拉伸模量,全向拉伸要比單雙向拉伸大的多;塑料和經(jīng)編土工格柵的應(yīng)力應(yīng)變曲線差異較大,由于微觀結(jié)構(gòu)的不同經(jīng)編土工格柵在拉伸時(shí)會(huì)有一個(gè)彈緩現(xiàn)象的出現(xiàn)。通過對(duì)拉伸強(qiáng)度和割線拉伸模量與應(yīng)變之間的關(guān)系進(jìn)行回歸分析發(fā)現(xiàn),冪回歸的相關(guān)性更大。最后對(duì)三種拉伸試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行匯總,對(duì)比分析不同受力方式下本試驗(yàn)所用材料表現(xiàn)出力學(xué)性能的差異,總結(jié)其變化規(guī)律,為加筋土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工以及現(xiàn)場試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理提供參考。
【學(xué)位單位】：石家莊鐵道大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU472;TU531.7
【部分圖文】：

(d)加筋陡坡 (e)堤壩防滲墻 (f)岸坡防護(hù)圖 1-1 土工合成材料在工程中的應(yīng)用及作用近些年，雖然土工合成材料在我國各工程領(lǐng)域中的應(yīng)用無論從數(shù)量，規(guī)模上還是施工技術(shù)方面都有著明顯的突破，但是對(duì)材料本身拉伸特性的研究相對(duì)較少，特別是被廣泛應(yīng)用的拉伸塑料土工格柵。作為加筋材料的拉伸塑料土工格柵，其拉伸特性直接影響材料在加筋墊層中的工程作用，而材料在實(shí)際工程中所表現(xiàn)出的拉伸特性與材料本身的受力方式以及變形速率等有直接關(guān)系。因此，有必要對(duì)拉伸塑料土工格柵在不同受力方式和變形速率下的拉伸特性進(jìn)行深入研究，合理的歸納、總結(jié)以及評(píng)價(jià)其拉伸特性，試驗(yàn)結(jié)果將對(duì)加筋土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工具有重要指導(dǎo)意義。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1 土工合成材料的拉伸試驗(yàn)研究

如圖1-2 和圖 1-3 所示。(1)定向拉伸土工格柵定向拉伸土工格柵按其拉伸方向的不同又分為單向和雙向土工格柵兩種。(a)單向土工格柵 (b)雙向土工格柵圖 1-2 兩種常見塑料土工格柵拉伸塑料土工格柵的主要原料是 PP 和 HDPE 兩種聚合物，單向土工格柵在制造時(shí)是在原材料板材上沖孔，然后沿長度方向拉伸制作而成；雙向土工格柵制造時(shí)是在單向土工格柵制造的基礎(chǔ)上再沿垂直長度方向進(jìn)行拉伸制作而成。復(fù)層雙向土工格柵是近些年研制出的新產(chǎn)品，由兩層以上雙向土工格柵捆

由于此種格柵具有多層結(jié)構(gòu)的特性，當(dāng)埋設(shè)在土體中對(duì)土體有著較向限制作用，同時(shí)可以使荷載均勻分布，避免產(chǎn)生集中荷載對(duì)結(jié)構(gòu)引起壞。復(fù)層雙向土工格柵的拉伸模量和抗拉強(qiáng)度都要比普通雙向土工格柵多。由于其優(yōu)越的物理結(jié)構(gòu)特性，所以這種雙向格柵大多用于細(xì)土或非地基的地基處理。土工格柵在制造過程中通過定向拉伸，使得肋條部分的聚合物大分子鏈度取向，從而很大程度上提高了格柵整體結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度，一般拉伸后抗拉強(qiáng)度是未經(jīng)拉伸格柵強(qiáng)度的 5~10 倍，但是延伸率卻較低，成形的土的延伸率一般在 10%~15%左右。(2)經(jīng)編土工格柵
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2839783