上海湘杰仪器浅谈影响土工合成材料拉伸试验的因素

关键词 :合成材料；检测；拉伸

    土工合成材料已日益广泛地应用于公路工程结构中，成为公路工程不可或缺的一种重要材 料。土工合成材料发展很快，大量新材料、新工艺不断出现，要检测的项目也不断增多，其中*主要的测试项目之一是拉伸试验。

    本文主要介绍影响土工合成材料拉伸试验机中的几个关键因素。

 1.试样尺寸的选择

    检测之前，要先将试样根据各种检测的需要进行裁剪。土工合成材料一般裁剪成宽条试样与窄条试样两种形式，而大孔径的土工材料，则有一些特别的规定。

1.1宽条试样

    宽条试样的宽度一股为 200mm， 长度至少 200mm。裁剪实际长度要视夹具而定，保证有足够的长度使试样伸出夹具。如果是有纺土工织物，则裁剪试样的宽度要210mm，同时在试样两边拆去大约相同数量的纤维，以使试样宽度为200mm才可进行试验。

1.2窄条试样

    窄条试样裁剪宽度一般为50mm，长度至少200mm。裁剪时也要保证有足够的长度使试样伸出夹具。进行检测时，其计量长度为100mm。有纺土工织物，试样裁剪草除根长度至少为60mm，宽度要达到50mm才可进行试验。

1.3试样尺寸

    土工格栅、土工网等大孔径材料（当量孔径大于10mm），拉伸试验的宽度和长度均应包括一个或多个完整的肋（格栅）或者一个或多个完整的网孔。裁剪试样应从肋间或网孔间对称剪取。土工格栅等大孔径材料拉伸试样尺寸可不受以上（1）、（2）条的限制。

    在实际检测过程中，除了测干态强度外，还要检测湿态强度。此时，就要裁剪两倍的长度，然后剪为二块，一块测干强度，另一块测湿强度。实际检测发现：对有纺织物，在条宽较小时其试验强度偏大。50mm窄条试样的抗拉强度比100mm宽条试样高10%~20%。无纺土工织物则偏低10%~30%，因此我们通常采用宽条试样，这样可一定程度地减少试验误差。

    研究表明，试样尺寸及开关对抗拉强度有校大影响，特别是无纺土工织物纤维松散，织物组织受力后极易被除破坏，颈缩量很大，强度明显降低。而有纺土工织物横丝各自在大体独立，较难引起因张拉方向变形而产生的横向收缩，因而颈缩量较小，对其抗拉强度影响也不大。因此试验时为了减少试样尺寸对颈缩的影响，应尽量加大宽度把颈缩现象控制到*小。

 2拉伸速率的影响

    进行实际检测时，一般速率50mm/min进行拉伸。拉伸速率对抗拉强度也有一定影响，一般拉伸速度越大抗拉强度越大。用低的拉伸速度进行检测偏于安全，为反映工程实际，国际上都趋于采用较慢的拉伸速率。一般为10mm/min。但实际上，某些土工合成材料达到破坏时变形很大，特别是无纺土工织物可达60%以上，加上土工合成材料试件的不均匀性，需要反复多次进行试验，因些综合拉伸速度影响及缩短时间的需要，我们通常采用50mm/min的速度进行试验。

    如果拉伸速度选择不当的话，试样有可能在钳口内打滑或在钳口边缘断裂，为防止这种情况发生，通常要在钳口内加衬垫，或者将钳口内的土工合成材料用固化胶加强，也可改进钳口面。

3 夹具的影响

    夹具是试样拉伸试验过程中的关键部件 ， 无论宽条还是窄条试样，在检测时都要将整个试样均匀地夹持在夹具内，并要求拉伸时土工合成材料在整个宽度上产生均匀的应力。钳口面要有一定的约束作用，防止试样在钳口内打滑，同时，又要防止试样在钳口内被破坏。当沿宽度方向的夹持力不均匀时，极易造成局部应力集中，使用试样检测强度低于实际值。

对于土工栅和土工网等材料，由于材料在直接接触刚性夹具时，试样容易受损，在夹持不均匀时，也容易使上工网或格栅局部应力集中而影响测试结果的真实性。因此，在夹持此类材料时，在夹具和土工格栅（网）之间应有柔性衬垫。

当宽条试样有效宽度为200mm时，夹具的实际宽度不应小于210mm；当窄条试样有效宽度为50mm时，夹具实际宽度不应小于60mm。为满足某土工合成材料变形较大的要求，检测时，残余分子夹具间的*大净距要保证不小于300mm。

    土工合成材料试样加工时边缘出现的毛刺、分叉、裁剪不整齐等现象也是影响拉伸试验结果的因素，这些因素都会慎重试样抗拉强度偏低。实践证明，只要我们在检测过程中严格按标准进行操作，避免以上影响因素的发生，就能保证检测结果的真实性和准确性。