Astudiaeth Arbrofol ar Priodweddau Mecanyddol Dur-Geogrid Deugyfeiriadol Plastig

Trosolwg o Steel-Plastic Bidirectional Geogrid

Cysyniad a Chwmpas y Cais

• Yn seiliedig ar ymchwil i gyffredingeogrids plastig, mae gwifrau dur cryfder uchel wedi'u trin yn arbennig yn cael eu hasio â polyethylen (PE), ac mae ychwanegion yn cael eu hychwanegu i greu stribedi tynnol cryfder uchel. Yna caiff yr wyneb ei garwhau i gynhyrchu stribed geotecstil cyfansawdd wedi'i atgyfnerthu gyda phriodweddau mecanyddol rhagorol. Mae'r stribedi geotecstil cyfnerthedig cyfansawdd hyn yn cael eu trefnu a'u gwehyddu ar gyfnodau sefydlog i gyfeiriadau hydredol a thraws, a chaiff eu cymalau eu weldio gan ddefnyddio technoleg weldio ymasiad i gynhyrchu geogrid deugyfeiriadol plastig dur yn y pen draw.
• Trwy newid diamedr a nifer y rhaffau gwifren dur, mae cryfder tynnol y stribedi atgyfnerthu yn cael ei newid. Mae hyn nid yn unig yn gwella cryfder tynnol a gwrthiant ymgripiad y geogrid ond hefyd yn ymestyn ei oes gwasanaeth. Mae'n addas ar gyfer y rhan fwyaf o brosiectau adeiladu peirianneg, gan gynnwys pyllau glo, priffyrdd, rheilffyrdd, meysydd awyr, dyfrhau ffynnon, ac adeiladau sifil.

Dangosyddion Perfformiad Mecanyddol

Yn ystod dylunio ac adeiladu peirianneg, mae dangosyddion gwerthuso perfformiad mecanyddol y geogrid deugyfeiriadol plastig dur yn amrywio yn dibynnu ar y llwyth y mae'n ei gludo. Mae priodweddau mecanyddol geogridau deugyfeiriadol plastig dur yn bennaf yn cynnwys cryfder tynnol, cryfder prawf ffrithiant, cryfder prawf tynnu allan, a rhyngweithio â'r deunydd llenwi.

Dadansoddiad Arbrofol

Yn ystod adeiladu peirianyddol, mae perfformiad tynnol geogridau deugyfeiriadol plastig dur yn amrywio oherwydd tymereddau, llwythi ac amodau deunydd llenwi gwahanol. Felly, cynhaliwyd profion cymharol tynnol, gwyro a ymgripiad ar geogridau plastig dur a deugyfeiriadol i astudio eu priodweddau mecanyddol.

Prawf Tynnol

• Mae geogridau deugyfeiriadol plastig dur yn ddeunyddiau hyblyg cyfansawdd, sy'n nodweddiadol yn cludo llwythi o'r amgylchedd allanol trwy gryfder tynnol. Mae cryfder tynnol yn ddangosydd eiddo mecanyddol allweddol ar gyfer deunyddiau geosynthetig. Prif baramedrau perfformiad y pedwar grŵp o geogridau deugyfeiriadol plastig dur o'r un manylebau a brofwyd oedd: cryfderau tynnol hydredol a thraws llawer mwy na 50 kN/m, cyfraddau ehangiad hydredol a thraws heb fod yn fwy na 13%, a chryfder tynnol llawer mwy na 35 kN/m ar estyniad o 5%.
• Dangosir canlyniadau prawf tynnol unffurf y geogrid deugyfeiriadol plastig dur yn Ffigur 1. Fel y dangosir yn Ffigur 1, gellir rhannu proses ymestyn y pedair set o gratiau plastig dur yn dri cham: llwyth isel gyda cham anffurfio mawr, llwyth uchel gyda cham anffurfio bach, a cham torri asgwrn.

• Yn ystod cyfnod llwytho cychwynnol y prawf, hy, y cam anffurfio llwyth isel, mawr, roedd y llwyth tynnol yn fach, ond roedd y dadleoliad anffurfiad tynnol yn fawr, gyda phob un o'r pedwar grŵp o brofion yn cyrraedd tua 19 mm yn y pen draw.
• Yn yr ail gam, hy, y cam anffurfio llwyth uchel, bach, wrth i'r llwyth prawf gynyddu, cynyddodd dadleoliad dadffurfiad y geogrid plastig dur yn raddol hefyd. Fel y dangosir yn Ffigur 1, dangosodd y gromlin tynnol gynnydd mawr, ond o fewn yr un gwahaniaeth llwyth, roedd y newid dadleoli yn yr ail gam yn llai o'i gymharu â'r cam cyntaf, gyda hyd tynnol uchaf y grŵp cyntaf yn ddim ond 6 mm.
• Yn y trydydd cam, mae'r cam torri asgwrn, ar ôl i'r llwyth prawf fod yn fwy na 11 kN, aeth pob un o'r pedwar grŵp o geogrids plastig dur i mewn i'r cam torri asgwrn yn olynol. Yn ystod y prawf cam torri asgwrn, dechreuodd y gwifrau dur yn y stribedi geotecstil y tu mewn i'r geogrid deugyfeiriadol plastig dur dorri fesul un, gan achosi i'r gromlin tynnol yn Ffigur 1 ostwng yn sydyn, a chryfder tynnol y geogrid deugyfeiriadol plastig dur i ostwng yn gyflym i 0.
• I grynhoi, mae cryfder tynnol y geogrid deugyfeiriadol plastig dur yn cael ei effeithio gan y gwifrau dur yn y stribedi geotecstil; ar ôl i'r gwifrau dur dorri, mae cryfder tynnol y geogrid deugyfeiriadol plastig dur yn gostwng yn gyflym i 0.

Prawf Gwyriad

• Oherwydd hyblygrwydd uchel ydur-plastig geogrid biaxial, ni ellir mesur ei gwyriad yn uniongyrchol. Felly, addaswyd y geogrid biaxial dur trwy ei osod o fewn slab concrit, ac yna profwyd gwyriad y slab cyfnerthedig.
• Er mwyn sicrhau dibynadwyedd y data prawf, profwyd chwe slab, gan ystyried yr holl ffactorau dylanwadol.
• Cafodd dau fath o slabiau concrit eu gwneud, un gyda geogrid biaxial dur a'r llall gyda rhwyll fetel Q235. Y dimensiynau slab concrit oedd 1000mm × 1000mm × 100mm. Er mwyn sicrhau dibynadwyedd y data prawf, lluniwyd tair slab o bob math. Dangosir canlyniadau'r prawf gwyro yn Ffigur 2.

(1) Gwelwyd newidiadau straen tebyg yn y ddau gast geogrid biaxial plastig unfath mewn-llechi, GSW-1 a GSW-2. O gymhwysiad cychwynnol y llwyth i 10 eiliad ar ôl i'r llwyth gael ei gymhwyso, newidiodd y pwysau y gallai GSW-1 ei wrthsefyll newid yn gymharol araf, gan gynyddu i 1 kN yn unig, gyda bron dim newid mewn dadleoli. Ar ôl 20 eiliad o gymhwyso llwyth, dechreuodd y straen gynyddu, cynyddodd y dadleoli, a dechreuodd craciau ymddangos yn y slab, gan arwain at ostyngiad mewn straen. Wrth i'r craciau ehangu, dechreuodd y geogrid yn y slab weithredu, a chynyddodd y straen eto. Pan gyrhaeddodd yr amser cymhwysiad llwyth 45 eiliad, cyrhaeddodd y straen ei werth uchaf o 34.1 kN, a chyrhaeddodd y dadleoli hefyd ei werth uchaf o 44.2 mm. Stopiodd y ddau werth gynyddu, a chynhyrchodd y slab.

(2) Oherwydd gogwydd y slab, roedd y straen ar y slab yn anwastad, gan achosi i'r straen yn GSW-2 gynyddu'n gyflym ar ôl 10 eiliad o gywasgu, ond ni ddigwyddodd unrhyw newid yn y dadleoli. Pan gyrhaeddodd y llwyth cymhwysol 40 eiliad, ymddangosodd craciau yn GSW-2, dechreuodd y straen leihau, a dechreuodd y dadleoli gynyddu. Wrth i'r craciau ehangu, dechreuodd y grid o fewn y slab weithredu, gan achosi'r straen i godi eto i 27.5 kN. Yna dangosodd y grid o fewn y slab doriad gwifren, a gostyngodd y straen yn gyflym.

Prawf Crip

• Mae nodweddion ymgripiad grid yn cyfeirio at eiddo grid yn anffurfio dros amser o dan lwyth allanol cyson.
• Strwythurau rhwyll yw gridiau sydd wedi'u gwneud o bolymerau moleciwlaidd uchel trwy gyfres o brosesau cymhleth. Mae eu perfformiad ymgripiad yn effeithio'n uniongyrchol ar sefydlogrwydd hirdymor strwythurau cyfnerthedig. Mae effaith ymgripiad strwythurau atgyfnerthiedig yn arwain at newidiadau yn y cyflwr straen, gan arwain at golledion o sefydlogrwydd adeiladu cyffredinol, anffurfiad gormodol, a thrychinebau eraill. Felly, mae perfformiad ymgripiad y grid yn hanfodol ar gyfer cynnal sefydlogrwydd hirdymor ei gryfder tynnol.
• Mewn cymwysiadau peirianneg ymarferol, o dan wahanol dymereddau a llwythi, mae'r grid yn cael ei ddadffurfiad creep, gan wanhau'n sylweddol ei swyddogaeth atgyfnerthu a hyd yn oed achosi'r adeilad i golli sefydlogrwydd cyffredinol.
• Mae Ffigur 3 yn dangos cromliniau ymgripiad y straen geogrid deugyfeiriadol plastig dur yn erbyn amser o dan yr un grym tynnol (50kN/m) a dau dymheredd amgylchynol gwahanol o 20 gradd a 40 gradd, a gafwyd trwy fesuriadau arbrofol.

Fel y dangosir yn Ffigur 3, pan fydd y tymheredd amgylchynol yn 20 gradd, mae'n cymryd tua 100 awr i'r straen gyrraedd 20%; pan fo'r tymheredd amgylchynol yn 40 gradd, dim ond tua 0.5 awr y mae'n ei gymryd i'r straen gyrraedd 20%. Mae hyn yn dangos bod tymheredd yn cael effaith sylweddol ar y geogrid biaxial dur, ac mae'r gwerth straen yn cynyddu'n raddol gyda thymheredd cynyddol.

Casgliadau

• Mae gan y geogrid biaxial dur wrthwynebiad da i anffurfiad strwythurol, methiant dirdro nodau, a setliad anffurfiad. Mae ganddo hyblygrwydd ac elastigedd uchel, ac nid yw'r nodau'n hawdd eu rhwygo. Gall wrthsefyll llwythi cyfeiriadol aml a dosbarthu'r llwyth yn effeithiol.
• Mae proses tynnol y geogrid biaxial dur yn cynnwys tri cham: llwyth isel gydag anffurfiad mawr, llwyth uchel gydag anffurfiad bach, a thorri asgwrn. Mae cryfder y geogrid biaxial dur yn cynyddu gyda chyfradd tynnol gynyddol.
• Mae anffurfiad gwyriad y cast-yn-lleoliad concrit biaxial slab gyda dur-plastig biaxial geogrid wedi'i rannu'n dri cham: cam elastig llinol, cam aflinol, a cham cynnyrch. Yng ngham elastig llinol slab concrit dwyffordd, mae gwyriad yn cydberthyn yn bositif â llwyth. Gydag ymddangosiad craciau, mae'r slab wedi'i atgyfnerthu yn mynd i mewn i gam aflinol, mae ei anystwythder yn lleihau, ac mae'r anffurfiad gwyro yn dod yn aflinol yn gysylltiedig â'r llwyth; mae'r slab concrit yn colli ei gapasiti cario llwyth yn y cam hwn. Yn y cam cynhyrchu, mae'r gratio plastig dur yn dangos tynnu gwifren, gyda bariau atgyfnerthu unigol yn torri, a'r cynnyrch gratio.
• Mae'r straen{0}}perthynas amser o'r prawf ymgripiad gratio yn dangos bod tymheredd yn effeithio ar ymgripiad y gratio: ar dymheredd is, mae'r ymgripiad yn llai; ar dymheredd uwch, mae'r ymgripiad yn newid yn fwy sylweddol ac yn cynyddu'n gyflymach.