Tilraunarannsókn á vélrænum eiginleikum stáls-Plast tvíátta landnet

Yfirlit yfir stál-Plast tvíátta landnet

Hugmynd og umfang umsóknar

• Byggt á rannsóknum á venjuleguplast jarðnet, sérmeðhöndlaðir há-stálvírar eru blandaðir saman við pólýetýlen (PE) og aukefnum er bætt við til að búa til há-togþolsræmur. Yfirborðið er síðan gróft til að framleiða samsetta styrkta geotextílrönd með framúrskarandi vélrænni eiginleika. Þessum samsettu styrktu jarðtextílræmum er raðað og ofið með föstu millibili í bæði lengdar- og þverstefnu og samskeyti þeirra eru soðin með samruna suðutækni til að framleiða að lokum stál-tvíátta landnet úr plasti.
• Með því að breyta þvermáli og fjölda stálvírastrengja breytist togstyrkur styrktarræmanna. Þetta eykur ekki aðeins togstyrk og skriðþol jarðnetsins heldur lengir endingartíma þess. Það er hentugur fyrir flestar verkfræðiframkvæmdir, þar á meðal kolanámur, þjóðvegi, járnbrautir, flugvelli, brunnáveitu og borgaralegar byggingar.

Vélrænir árangursvísar

Við verkfræðilega hönnun og smíði eru vísbendingar um mat á vélrænni afköstum stál-plasts tvíátta landnetsins mismunandi eftir álaginu sem það ber. Vélrænni eiginleikar stál-þvíátta landneta úr plasti fela aðallega í sér togstyrk, núningsprófunarstyrk, útdráttar-prófunarstyrk og samspil við fyllingarefnið.

Tilraunagreining

Við verkfræðilega smíði er togafköst stál-tvíátta landneta úr plasti mismunandi vegna mismunandi hitastigs, álags og fyllingarefna. Þess vegna voru tog-, sveigju- og skriðsamanburðarprófanir gerðar á stál-plasteinstæðum- og tvíátta landnetum til að rannsaka vélræna eiginleika þeirra.

Togpróf

• Stál-tvíátta jarðnet úr plasti eru samsett sveigjanleg efni sem bera venjulega álag frá ytra umhverfi með togstyrk. Togstyrkur er lykilvísir fyrir vélrænni eiginleika fyrir jarðgerviefni. Helstu afköstunarfæribreytur fjögurra flokka stál-tvíátta landneta úr plasti með sömu forskriftir sem prófuð voru voru: lengdar- og þverdráttarstyrkur miklu meiri en 50 kN/m, lengdar- og þverlengingarhraði ekki meiri en 13% og togstyrkur mun meiri en 35 kN/m við 5%.
• Niðurstöður samræmdrar togprófunar á stál-plasti tvíátta landnetinu eru sýndar á mynd 1. Eins og sýnt er á mynd 1 er hægt að skipta teygjuferlinu fjögurra setta af stál-plastristum gróflega í þrjú stig: lágt álag með stóru aflögunarstigi, mikið álag með litlu aflögunarstigi og brotstig.

• Á upphafsálagsstigi prófsins, þ.e. lága-álagi, stóra-aflögunarstiginu, var togálagið lítið, en togaflögunin var mikil, þar sem allir fjórir prófunarhóparnir náðu að lokum um það bil 19 mm.
• Á öðru stigi, þ.e. háa-álagi, lítilli-aflögunarþrepinu, eftir því sem prófunarálagið jókst, jókst aflögunartilfærsla stál-plasts jarðnetsins einnig smám saman. Eins og sést á mynd 1 sýndi togferillinn mikla aukningu en innan sama álagsmuns var tilfærslubreytingin í öðru þrepi minni miðað við fyrsta þrepið, en hámarks toglengd fyrsta hópsins var aðeins 6 mm.
• Á þriðja stigi, brotastiginu, eftir að prófunarálagið fór yfir 11 kN, fóru allir fjórir hóparnir af stáli-plasti í röð inn í brotastigið. Meðan á brotastigsprófuninni stóð fóru stálvírarnir í jarðtextílræmunum inni í stál-tvíátta plastnetinu að brotna einn af öðrum, sem olli því að togferillinn á mynd 1 lækkaði verulega og togstyrkur stál-plasttvíátta landnetsins lækkaði hratt í 0.
• Í stuttu máli má segja að togstyrkur stál-plasts tvíátta landnetsins sé fyrir áhrifum af stálvírum í jarðtextílræmunum; eftir að stálvírarnir slitna minnkar togstyrkur stál-plasts tvíátta landnetsins hratt niður í 0.

Sveigjupróf

• Vegna mikils sveigjanleikastál-tvíása landnet úr plasti, er ekki hægt að mæla sveigju hans beint. Þess vegna var stál-tvíása jarðneti úr plasti breytt með því að setja það í steypta plötu og sveigjanleiki styrktar plötunnar var síðan prófuð.
• Til að tryggja áreiðanleika prófunargagnanna voru sex plötur prófaðar, með hliðsjón af öllum áhrifaþáttum.
• Tvær gerðir af steypuplötum voru framleiddar, önnur með stál-tvíása jarðneti úr plasti og hin með Q235 málmneti. Stærð steypuplötunnar var 1000mm × 1000mm × 100mm. Til að tryggja áreiðanleika prófunargagnanna voru framleiddar þrjár plötur af hverri gerð. Niðurstöður sveigjuprófsins eru sýndar á mynd 2.

(1) Tveir eins stál-tvíása landnet úr plasti, steyptar-í-staðplötur, GSW-1 og GSW-2, sýndu svipaðar álagsbreytingar. Frá fyrstu beitingu álagsins til 10 sekúndna eftir að álagið var beitt breyttist þrýstingurinn sem GSW-1 þoldi tiltölulega hægt og jókst aðeins í 1 kN, með nánast engum breytingum á tilfærslu. Eftir 20 sekúndur af álagi fór álagið að aukast, tilfærslan jókst og sprungur fóru að koma fram í plötunni sem leiddi til minnkunar á álagi. Þegar sprungurnar stækkuðu fór jarðnetið í plötunni að virka og álagið jókst aftur. Þegar álagstíminn náði 45 sekúndum náði spennan hámarksgildi sínu upp á 34,1 kN og tilfærslan náði einnig hámarksgildi sínu 44,2 mm. Bæði gildin hættu að aukast og hellan gaf eftir.

(2) Vegna halla plötunnar var álagið á plötunni ójafnt, sem olli því að spennan í GSW-2 jókst hratt eftir 10 sekúndur af þjöppun, en engin breyting varð á tilfærslu. Þegar álag náði 40 sekúndum komu sprungur í GSW-2, álagið fór að minnka og tilfærslan fór að aukast. Þegar sprungurnar stækkuðu fór rist innan plötunnar að virka sem olli því að spennan hækkaði aftur í 27,5 kN. Ristið innan plötunnar sýndi síðan vírbrot og álagið minnkaði hratt.

Skriðpróf

• Grid skriðeiginleikar vísa til eiginleika rists sem afmyndast með tímanum við stöðugt ytra álag.
• Grids eru möskvabyggingar úr há-sameindafjölliðum í gegnum röð flókinna ferla. Skriðafköst þeirra hafa bein áhrif á-langtímastöðugleika styrktra mannvirkja. Skriðáhrif styrktra mannvirkja leiða til breytinga á streituástandi, sem leiðir til taps á heildarstöðugleika byggingar, óhóflegrar aflögunar og annarra hamfara. Þess vegna er skriðafköst ristarinnar mikilvæg til að viðhalda langtímastöðugleika togstyrks þess.
• Í hagnýtum verkfræðiforritum, við mismunandi hitastig og álag, verður rist aflögun, sem dregur verulega úr styrkingarvirkni þess og veldur jafnvel því að byggingin tapar heildarstöðugleika.
• Mynd 3 sýnir skriðlínur stál-tvíátta álags jarðnets á móti tíma undir sama togkrafti (50kN/m) og tveimur mismunandi umhverfishitastigum 20 gráður og 40 gráður, fengin með tilraunamælingum.

Eins og sýnt er á mynd 3, þegar umhverfishiti er 20 gráður, tekur það um 100 klukkustundir fyrir álagið að ná 20%; þegar umhverfishiti er 40 gráður tekur það aðeins um 0,5 klst fyrir stofninn að ná 20%. Þetta gefur til kynna að hitastigið hafi veruleg áhrif á stál-tvíása landnetið úr plasti og álagsgildið eykst smám saman með hækkandi hitastigi.

Ályktanir

• Stál-tvíása jarðnetið úr plasti hefur góða mótstöðu gegn aflögun burðarvirkis, bilun í hnútsnúningi og aflögun. Það hefur mikla sveigjanleika og mýkt og hnúðarnir rifna ekki auðveldlega. Það þolir margþætt-álag og dreifir álaginu á áhrifaríkan hátt.
• Togferli stál-tvíása landnets úr plasti inniheldur þrjú stig: lágt álag með mikilli aflögun, mikið álag með lítilli aflögun og brot. Styrkur stál-tvíása landnets úr plasti eykst með auknum toghraða.
• Beygjuaflögun steyptrar -í- stað steypt tvíása plötu með stáli-tvíása jarðneti úr plasti er skipt í þrjú stig: línulegt teygjanlegt stig, ólínulegt stig og álagsstig. Í línulegu teygjanlegu stigi tvíhliða-steypuplötu er sveigjan í jákvæðri fylgni við álag. Með útliti sprungna fer styrkt platan inn í ólínulegt stig, stífleiki hennar minnkar og sveigjuaflögunin verður ólínulega tengd álaginu; steypuplatan missir burðarþol- á þessu stigi. Á sveigjanleikastiginu sýnir stál-plastristið vírtog, þar sem einstakar styrktarstangir brotna og ristið gefur eftir.
• Álags-tímasambandið úr skriðprófuninni sýnir að hitastig hefur áhrif á skrið grindarinnar: við lægra hitastig er skriðið minna; við hærra hitastig breytist skriðið meira og eykst hraðar.