Eksperimentalna studija o mehaničkim svojstvima čelične-plastične dvosmjerne geomreže

Pregled čelične{0}}plastične dvosmjerne geomreže

Koncept i opseg primjene

• Na osnovu istraživanja običnihplastične geomreže, posebno obrađene čelične žice visoke-će se spajaju sa polietilenom (PE), a dodaju se aditivi za stvaranje vlačnih traka visoke-vrste. Površina se zatim hrapava kako bi se dobila kompozitna ojačana geotekstilna traka s odličnim mehaničkim svojstvima. Ove kompozitne ojačane geotekstilne trake su raspoređene i pletene u fiksnim intervalima u uzdužnom i poprečnom smjeru, a njihovi spojevi su zavareni korištenjem tehnologije zavarivanja fuzijom kako bi se na kraju proizvela čelična-plastična dvosmjerna geomreža.
• Promjenom promjera i broja čeličnih užadi mijenja se vlačna čvrstoća armaturnih traka. Ovo ne samo da povećava vlačnu čvrstoću i otpornost na puzanje geomreže, već i produžava njen vijek trajanja. Pogodan je za većinu inženjerskih građevinskih projekata, uključujući rudnike uglja, autoputeve, željeznice, aerodrome, navodnjavanje bunara i civilne zgrade.

Indikatori mehaničkih performansi

Tokom inženjerskog projektovanja i izgradnje, indikatori procjene mehaničkih performansi čelične{0}}plastične dvosmjerne geomreže variraju ovisno o opterećenju koje podnosi. Mehanička svojstva čeličnih-plastičnih dvosmjernih geomreža uglavnom uključuju vlačnu čvrstoću, otpornost na ispitivanje trenjem, testnu čvrstoću-izvlačenja i interakciju s materijalom za punjenje.

Eksperimentalna analiza

Tokom inženjerske konstrukcije, vlačne performanse čeličnih{0}}plastičnih dvosmjernih geomreža variraju zbog različitih temperatura, opterećenja i uslova materijala za ispunu. Stoga su na čeličnim-plastičnim jednostrukim- i dvosmjernim geomrežama provedena uporedna ispitivanja zatezanja, ugiba i puzanja radi proučavanja njihovih mehaničkih svojstava.

Test zatezanja

• Čelične{0}}plastične dvosmjerne geomreže su kompozitni fleksibilni materijali, koji obično nose opterećenja iz vanjskog okruženja kroz vlačnu čvrstoću. Vlačna čvrstoća je ključni indikator mehaničkih svojstava geosintetičkih materijala. Glavni parametri performansi četiri grupe čeličnih{3}}plastičnih dvosmjernih geomreža istih testiranih specifikacija bili su: uzdužna i poprečna vlačna čvrstoća mnogo veća od 50 kN/m, uzdužne i poprečne stope istezanja ne prelaze 13%, i vlačna čvrstoća mnogo veća od 35 kN/m pri 5%.
• Rezultati ujednačenog testa zatezanja čelične{0}}plastične dvosmjerne geomreže prikazani su na slici 1. Kao što je prikazano na slici 1, proces istezanja četiri seta čeličnih-plastičnih rešetki može se grubo podijeliti u tri faze: malo opterećenje s velikom deformacijom, veliko opterećenje s malom fazom deformacije i fazu loma.

• U početnoj fazi ispitivanja, tj. u fazi malog-opterećenja, velike-deformacije, vlačno opterećenje je bilo malo, ali je pomak zatezne deformacije bio velik, sa sve četiri grupe ispitivanja na kraju dostizale približno 19 mm.
• U drugoj fazi, tj. stepenu velikog-opterećenja, male-deformacije, kako se ispitno opterećenje povećava, tako se postupno povećavao i deformacijski pomak čelične{4}}plastične geomreže. Kao što je prikazano na slici 1, vlačna krivulja je pokazala veliki porast, ali unutar iste razlike opterećenja, promjena pomaka u drugom stupnju bila je manja u odnosu na prvi stupanj, pri čemu je maksimalna vlačna duljina prve skupine iznosila samo 6 mm.
• U trećoj fazi, fazi loma, nakon što je ispitno opterećenje prešlo 11 kN, sve četiri grupe čeličnih{1}}plastičnih geomreža su uzastopno ušle u fazu loma. Tokom ispitivanja faze loma, čelične žice u geotekstilnim trakama unutar čelične-plastične dvosmjerne geomreže počele su se lomiti jedna po jedna, uzrokujući naglo opadanje vlačne krivulje na slici 1, a zatezna čvrstoća čelične{5}}plastične dvosmjerne geomreže brzo opada na 0.
• Ukratko, na vlačnu čvrstoću čelične-plastične dvosmjerne geomreže utječu čelične žice u geotekstilnim trakama; nakon lomljenja čeličnih žica, vlačna čvrstoća čelične-plastične dvosmjerne geomreže brzo opada na 0.

Test skretanja

• Zbog velike fleksibilnostičelična{0}}plastična biaksijalna geomreža, njegov otklon se ne može direktno izmjeriti. Stoga je čelična-plastična biaksijalna geomreža modificirana postavljanjem unutar betonske ploče, a zatim je ispitan otklon armirane ploče.
• Kako bi se osigurala pouzdanost podataka ispitivanja, ispitano je šest ploča, uzimajući u obzir sve faktore koji utječu.
• Izrađene su dvije vrste betonskih ploča, jedna sa čeličnom{0}}plastičnom biaksijalnom geomrežom, a druga s metalnom mrežom Q235. Dimenzije betonske ploče bile su 1000mm × 1000mm × 100mm. Kako bi se osigurala pouzdanost podataka ispitivanja, proizvedene su tri ploče svake vrste. Rezultati ispitivanja progiba prikazani su na slici 2.

(1) Dvije identične čelične-plastične dvoosne geomreže-izlivene- ploče, GSW-1 i GSW-2, pokazale su slične promjene naprezanja. Od početne primjene opterećenja do 10 sekundi nakon primjene opterećenja, pritisak koji je GSW-1 mogao izdržati mijenjao se relativno sporo, povećavajući se samo na 1 kN, bez gotovo nikakve promjene pomaka. Nakon 20 sekundi primjene opterećenja, napon je počeo rasti, pomak se povećao, a na ploči su se počele pojavljivati ​​pukotine, što je dovelo do smanjenja naprezanja. Kako su se pukotine širile, geomreža u ploči počela je funkcionirati, a naprezanje se ponovno povećavalo. Kada je vrijeme primjene opterećenja doseglo 45 sekundi, naprezanje je dostiglo maksimalnu vrijednost od 34,1 kN, a pomak je također dostigao maksimalnu vrijednost od 44,2 mm. Obje vrijednosti su prestale rasti, a ploča je popustila.

(2) Zbog nagiba ploče, naprezanje ploče je bilo neravnomjerno, što je uzrokovalo brzo povećanje naprezanja u GSW-2 nakon 10 sekundi kompresije, ali nije došlo do promjene pomaka. Kada je primijenjeno opterećenje doseglo 40 sekundi, pojavile su se pukotine u GSW-2, naprezanje je počelo opadati, a pomak je počeo rasti. Kako su se pukotine širile, mreža unutar ploče je počela funkcionirati, uzrokujući ponovno povećanje naprezanja na 27,5 kN. Rešetka unutar ploče tada je pokazala lom žice, a naprezanje se brzo smanjilo.

Test puzanja

• Karakteristike puzanja mreže odnose se na svojstvo mreže da se deformira tokom vremena pod stalnim vanjskim opterećenjem.
• Mreže su mrežaste strukture napravljene od visoko-molekularnih polimera kroz niz složenih procesa. Njihove karakteristike puzanja direktno utiču na dugoročnu-stabilnost ojačanih konstrukcija. Efekt puzanja armiranih konstrukcija dovodi do promjena naponskog stanja, što rezultira gubitkom ukupne stabilnosti zgrade, prekomjernim deformacijama i drugim katastrofama. Stoga je učinak puzanja mreže ključan za održavanje dugoročne-stabilnosti njene vlačne čvrstoće.
• U praktičnim inženjerskim aplikacijama, pod različitim temperaturama i opterećenjima, mreža prolazi kroz deformaciju puzanja, što značajno slabi njenu funkciju ojačanja, pa čak i uzrokuje gubitak ukupne stabilnosti zgrade.
• Slika 3 prikazuje krivulje puzanja čelične-plastične dvosmjerne geomreže deformacije u odnosu na vrijeme pod istom vlačnom silom (50kN/m) i dvije različite temperature okoline od 20 i 40 stupnjeva, dobivene eksperimentalnim mjerenjima.

Kao što je prikazano na slici 3, kada je temperatura okoline 20 stepeni, potrebno je oko 100 sati da deformacija dostigne 20%; kada je temperatura okoline 40 stepeni, potrebno je samo oko 0,5 sati da naprezanje dostigne 20%. Ovo ukazuje da temperatura ima značajan utjecaj na čeličnu-plastičnu dvoosnu geomrežu, a vrijednost deformacije se postepeno povećava s povećanjem temperature.

Zaključci

• Čelična{0}}plastična biaksijalna geomreža ima dobru otpornost na strukturne deformacije, torzijski lom čvorova i slijeganje deformacija. Ima visoku fleksibilnost i elastičnost, a čvorovi se ne kidaju lako. Može izdržati višesmjerna opterećenja-i efikasno raspodijeliti opterećenje.
• Proces zatezanja čelične{0}}plastične dvoosne geomreže uključuje tri faze: nisko opterećenje s velikom deformacijom, veliko opterećenje s malom deformacijom i lom. Čvrstoća čelične-plastične biaksijalne geomreže raste sa povećanjem stope zatezanja.
• Deformacija ugiba livene-u-biaksijalne betonske ploče sa čeličnom-plastičnom biaksijalnom geomrežom podijeljena je u tri stupnja: linearni elastični stupanj, nelinearni stupanj i stupanj popuštanja. U linearnoj elastičnoj fazi dvosmjerne betonske ploče, progib je u pozitivnoj korelaciji s opterećenjem. S pojavom pukotina, armirana ploča ulazi u nelinearnu fazu, njezina krutost se smanjuje, a deformacija progiba postaje nelinearno povezana s opterećenjem; betonska ploča gubi svoju nosivost-u ovoj fazi. U fazi popuštanja, čelična{8}}plastična rešetka pokazuje povlačenje žice, pri čemu se pojedinačne armaturne šipke lome, a rešetka popušta.
• Vremenski odnos deformacije-iz testa puzanja rešetke pokazuje da temperatura utiče na puzanje rešetke: na nižim temperaturama, puzanje je manje; na višim temperaturama, puzanje se značajno mijenja i brže raste.