Ползучесть при растяжении и разрушение под действием ползучести являются важным фактором при оценке их долговременной работоспособности, особенно когда геосинтетические материалы используются в качестве армирующих или несущих элементов в геотехнических и гражданских инженерных сооружениях. Под воздействием длительных растягивающих нагрузок геосинтетические материалы могут подвергаться прогрессирующей деформации с течением времени и в некоторых случаях в конечном итоге разрушаться под действием ползучести. Поэтому стандартизированные испытания на ползучесть при растяжении необходимы для оценки их долговременной прочности, характеристик деформации и структурной надежности.

В данной статье рассматриваются вопросы подготовки образцов, процедуры испытаний и требований к составлению протокола испытаний на ползучесть при растяжении и разрушение при ползучести геосинтетических материалов. Она содержит практические рекомендации по подготовке образцов, условиям нагружения, сбору данных, оценке результатов испытаний и составлению протокола, помогая лабораториям и инженерам проводить надежные и воспроизводимые испытания в соответствии с действующими стандартами.

I. Подготовка образцов

1. Отбор проб: Отбор проб должен проводиться в соответствии с положениями настоящей спецификации Т 1101—2006.

2. Количество образцов

(1) Для определения свойств ползучести при растяжении: 4 образца;

(2) Для определения разрушения при ползучести при растяжении: 12 образцов;

(3) Для определения предела прочности при растяжении: в соответствии с положениями настоящей спецификации Т 1121.

Примечание: Если для определения свойств ползучести при растяжении и разрушения при ползучести при растяжении используются образцы репрезентативной ширины, количество образцов следует учитывать при их нарезке.

3. Размеры образца

3.1 Определение размеров образца

(1) Размеры образца должны соответствовать размерам испытательного оборудования.

(2) Размеры образца должны соответствовать точности используемого измерительного прибора.

(3) Размеры образца должны определяться в соответствии с репрезентативной технической шириной.

(4) Убедитесь, что расстояние между каждой из двух контрольных точек, обозначающих длину измерительного участка, и зажимами составляет не менее 20 мм.

3.2 Минимальная длина маркировки образцов

(1) Не менее 200 мм;

(2) Для геосеток не менее двух полных ячеек;

(3) Для всех образцов точность измерения длины маркировки должна составлять ±0,1%.

3.3 Ширина образца

(1) Для изделий, демонстрирующих значительную боковую усадку (≥10%) при испытании в соответствии с настоящей спецификацией T 1121, ширина образца должна составлять 200 мм;

(2) Для георешеток: не менее 3 полных единиц;

(3) Для всех остальных изделий: одна ширина, соответствующая техническому представлению.

Примечание: Размер образца в первую очередь влияет на осуществимость и точность испытания; требуемая нагрузка зависит от ширины образца.

4. Подготовка образца и настройка условий: Выполнять в соответствии со статьей 5 настоящей спецификации T 1101—2006.

II. Процедура испытаний

1. Определение свойств ползучести при растяжении

При заданных условиях температуры и влажности к образцу прикладывается постоянная статическая нагрузка. Нагрузка равномерно распределяется по всей ширине образца. Удлинение образца регистрируется непрерывно или через заданные интервалы времени, и нагрузка поддерживается в течение 1000 часов. Если образец разрушается менее чем за 1000 часов, регистрируется время разрушения.

1.1 Определите прочностные характеристики образца по его ширине в соответствии с положениями данной спецификации Т 1121, включая предел прочности при растяжении, относительное удлинение при разрыве и уменьшение диаметра в поперечном направлении.

1.2 Определите предел прочности при растяжении и относительное удлинение при разрыве образца репрезентативной ширины в соответствии с положениями данной спецификации Т 1121. При необходимости оцените достоверность используемого образца репрезентативной ширины, как подробно описано в примерах расчетов в пояснительных примечаниях.

1.3 После нанесения контрольных точек на образец в соответствии с требуемой длиной разметки, указанной в пункте 3.2 данного метода, закрепите образец на приспособлении.

1.4 Приложите предварительное натяжение, равное 1% от предела прочности на растяжение, выраженного в кН/м.

1.5 Определите длину разметки как начальную длину разметки с точностью до ±0,1%.

1.6 При необходимости установите и закрепите измеритель удлинения и установите начальное значение удлинения равным 0.

1.7 Выберите четыре нагрузки из следующего диапазона для испытаний:

К четырем образцам прикладывалась прочность на растяжение 10%, 20%, 30%, 40%, 50% и 60%. К каждому образцу прикладывались четыре различные нагрузки, при этом время нагружения не превышало 60 секунд.

1.8 Время измерения

Конец нагружения следует считать нулевой точкой отсчета испытания. Измеряйте изменение длины измерительного участка через следующие заданные интервалы времени с точностью ±1%:

1, 2, 4, 8, 15, 30 и 60 мин

2, 4, 8 и 24 ч

3, 7, 14, 21 и 42 дня

2. Определение ползучести при растяжении и разрушении

При заданных условиях температуры и влажности к образцу прикладывается постоянная статическая нагрузка, равномерно распределенная по всей его ширине. Нагрузка поддерживается до разрушения образца. Система отсчета времени регистрирует время до разрушения и останавливает отсчет времени, когда образец разрушается.

2.1 Определите прочностные характеристики образца при растяжении в соответствии с Т 1121 данной спецификации испытаний, включая предел прочности при растяжении, относительное удлинение при разрыве и поперечное сжатие образца.

2.2 Определите предел прочности на растяжение и относительное удлинение при разрыве образца с репрезентативной технической шириной в соответствии с Т 1121 настоящей спецификации испытаний. При необходимости оцените пригодность образца при используемой репрезентативной технической ширине.

2.3 Установите образцы на приспособление.

2.4 Выберите четыре уровня нагрузки от 30% до 90% от предела прочности образца на растяжение для испытаний. Примените один уровень нагрузки к трем образцам, всего испытайте 12 образцов. Нулевая точка испытания — это конец периода нагружения.

Примечание: Выберите четыре равноудаленных логарифмических временных интервала, например, 100 ч, 500 ч, 2000 ч и 10000 ч. Оцените уровень нагрузки, который может привести к отказу трех параллельных испытаний через 100 ч. На основе этого результата оцените нагрузку, которая может привести к отказу через 500 ч. Затем оцените два других уровня нагрузки.

2.5 Зафиксируйте время, когда происходит разрушение от ползучести.

3. Требования к использованию образцов с репрезентативной технической шириной

При использовании образцов с репрезентативной технической шириной менее 200 мм важно правильно определить ширину образца.

3.1 Образцы для георешеток и геосеток

Образцы с репрезентативной технической шириной для георешеток и геосеток должны соответствовать следующим требованиям:

Определить предел прочности на растяжение и относительное удлинение образца с большой шириной в соответствии с Т 1121 настоящей спецификации испытаний. Подготовить образцы с уменьшенной шириной и измерить их предел прочности на растяжение и относительное удлинение. Образец с уменьшенной шириной может считаться имеющим репрезентативную техническую ширину, если выполняются оба следующих условия:

Отклонение прочности на растяжение не превышает ±5%;

Отклонение удлинения не превышает ±20%.

При расчете прочности на растяжение также необходимо определить количество элементов растяжения на метр ширины. Разместите как можно большую часть ширины рулона образца на ровной поверхности. Используя линейку длиной не менее 1,5 м, измерьте ширину, соответствующую элементам растяжения на участке длиной приблизительно 1 м, обозначенном как W. Рассчитайте количество элементов растяжения на метр ширины на основе измеренного количества элементов с точностью до 0,1 элемента. Количество элементов растяжения на образце также необходимо зафиксировать. (Подробности см. в Примере 1 в пояснительных примечаниях.)

3.2 Определение технически репрезентативной ширины геотекстиля

Подготовьте расширенные образцы шириной менее 200 мм и более 50 мм. Определите предел прочности и относительное удлинение как расширенного, так и суженного образцов в соответствии с положениями данной спецификации Т 1121, и рассчитайте предел прочности и относительное удлинение образцов обеих ширин. Если расширенный образец одновременно соответствует требованиям, согласно которым отклонение предела прочности не превышает ±5%, а отклонение относительного удлинения не превышает ±20%, его можно определить как технически репрезентативный образец по ширине (подробнее см. Пример 2 в пояснительных примечаниях).

III. Протокол испытаний Протокол испытаний должен включать следующее

(1) Название образца, его характеристики и описание состояния;

(2) Даты начала и окончания испытания;

(3) Испытательное оборудование;

(4) Состояние образца и атмосферные условия, использованные при испытании;

(5) Средняя прочность на растяжение, относительное удлинение и поперечная усадка образца при испытании на растяжение широкой полосы;

(6) При необходимости предоставьте подробную информацию, подтверждающую, подходят ли образцы с репрезентативной технической шириной для испытаний на ползучесть.

(7) При необходимости проведите испытания на ползучесть с использованием образцов с размерами, указанными отправителем образцов, и рассчитайте среднюю прочность на растяжение и относительное удлинение.

(8) Описание метода нагружения.

(9) Выразите нагрузку ползучести при растяжении в процентах от предела прочности при растяжении, указанного в пункте (5).

(10) Представьте результаты, показывающие зависимость удлинения при ползучести от времени.

(11) Номинальная длина образца.

(12) Логарифмическая кривая зависимости деформации от времени для каждого образца при каждом уровне нагрузки, включая все точки данных.

(13) Время разрушения при ползучести при растяжении для каждого образца.

(14) Подробное описание любых отклонений от указанной процедуры испытаний.