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土工布合成材料静态顶破试验之(CBR法)

来源: 未知 /  作者: 未知  时间:2021-01-14 10:24

  土工布,又称土工织物,是由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性土工合成材料,具有强力高、耐腐蚀、透水性好、施工方便等特点,广泛用于水利、电力、矿井、公路和铁路等土工工程。土工布的力学性能比较多,主要包括抗拉强度、顶破强度、撕破强度、摩擦性能等,其中土工布的抗拉强度和伸长率的测定方法在《土工布的基础知识和力学试验》一文中曾简单介绍,这次就根据GB/T14800和ISO12236来介绍一下土工布合成材料静态顶破试验方法(CBR法)。

  一、试验范围和原理

  本方法是采用平端顶压杆测定土工合成材料顶破强力,将试样固定在两个夹持环之间,顶压杆以恒定的速率垂直顶压试样,记录顶压力—位移关系曲线、顶破强力和顶破位移。(注:顶压力指顶压杆以恒定的位移速率顶压试样直至穿透试样时测得的力;位移是自预加张力20N开始,顶压杆行进的距离;顶破强力是每单次试验所记录的最大顶压力;顶破位移指顶破强力时的位移。)

  试验通常在规定标准大气调湿后的试样上进行,适用于各类土工合成材料,但不适用于孔径大于10mm的材料。

  二、试样制取

  1、试样的准备

  ① 按GB/T13760规定,从样品上随机剪取5块试样。(注:试样大小应与夹具相匹配。)

  ② 如果已知待测样品的两面具有不同的特性(如物理特性不同,或经加工后的两面特性不同),则应分别对两面进行测试。

  2、调湿

  ① 试样应在GB/T6529规定的标准大气下进行调湿。

  ② 连续间隔称重至少2h,质量变化不超过0.1%时,可认为达到平衡状态。

  ③ 仅当对同一种型的产品(结构和聚合物类型都相同)获得的结果被证实不会因超过限定范围的标准大气而受到影响时,可以不在标准大气条件下进行调湿和试验。(该信息应包含在试验报告中。)

  三、试验设备

  1、TestStar®新秀®TSE504C微机控制电子万能试验机

  TSE504C微机控制电子万能试验机具有结构紧凑、简单易用等特点,可应用于最大载荷50kN的拉伸、压缩、弯曲、剪切、剥离、撕裂、顶破等测力试验。主机采用高强度的立柱支撑,高精度滚珠丝杆传动,具有很高的刚性和良好的线性运动特性。选配不同量程的载荷传感器,可以为小到微米级的纤维,大到满载的结构件等试样提供精准的测量数据。此外,丰富的夹具工装、变形测量等附件,几乎可以满足客户所有需求。配套灵活易用的TestPilot软件,使用户试验过程更加轻松。试验解决方案涵盖医疗设备、生物材料、纺织品、弹性体、食品、小型部件、线材、纸、塑料、薄膜等。

  2、WZDP104A土工布气动顶破夹具

  此夹具适用于土工布的顶破、刺破试验,执行标准GB/T14800《土工布合成材料 静态顶破试验(CBR法)》、GB/T19978《土工布及其有关产品 刺破强力的测定》,夹具采用四气缸夹持,夹持方便可靠,试验操作简便,顶破、刺破可随意切换。

  四、试验方法

  1. 将试样固定在夹持系统的夹持环之间(见图1), 如使用1个垫块(见图2)。将试样和夹持系统放于试验机上。

  2. 以(50±5)mm/min的速率移动顶压杆直至穿透试样,预加张力为20N时, 开始记录位移。

  3. 对剩余的其他试样重复此程序进行试验。

  五、试验数据记录和计算

  每次试验应记录并计算下列内容:

  ① 3个有效的顶破强力值,单位为千牛(kN);

  ② 如需要,自预加张力20N至试样被顶破时测得的顶破位移,单位为毫米(mm), 精确至1mm;

  ③ 如需要,绘制顶压力—位移关系曲线图(如图3);

  ④ 在夹持环或接近夹持环处出现的试样滑移或破损迹象。

  ⑤ 计算顶破强力平均值(kN)和变异系数(%)。