本文转自:中科院之声土工格室是一种三维蜂窝立体结构状土工合成材料|新型土工格室材料研究获进展

本文转自:中科院之声
土工格室是一种三维蜂窝立体结构状土工合成材料 , 土工格室在加固路面基层、软基处理、加筋挡墙等工程中应用广泛 。 目前 , 商用土工格室原材料多为高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)和聚酯(PET) 。 三者各有利弊 , HDPE和PP材料的抗拉及抗蠕变性能较差 , PET材料耐碱性差、易水解 , 适用性受限 。 国内外研究均研发出不同的节点形式 , 用以改进土工格室 。 然而 , 在服役状态下 , 格室片材的长期变形是决定工程服役年限的关键性因素 。
为提高土工格室片材的抗拉及抗蠕变性能 , 中国科学院武汉岩土力学研究所路基工程学科方向组对HDPE原材料进行改性实验 , 通过添加工程塑料和相容剂 , 使用双螺杆挤出机制作格室片材 , 研发出聚合物共混型土工格室(PBG) 。 在研发过程中 , 研究使用SEM对聚合物的相容性进行分析 , 筛选出三种最佳配比 。 将PBG与HDPE土工格室进行抗拉及抗蠕变测试 , 其中 , 蠕变实验采用ASTMD6992的等温阶梯法(SIM) , 实现了对格室片的加速蠕变实验 , 预测材料寿命至50年以上 。 实验结果表明 , 这种新型土工格室材料的抗拉性能和抗蠕变性能显著增强 , 而其成本仅提高10%~20% 。 在工程应用中 , 可根据工程等级选择合适的聚合物配比 , 显著提高加筋土结构的强度及稳定性 , 延长其服役年限 。
相关研究成果发表在GeotextilesandGeomembranes上 。 研究工作得到国家自然科学基金的资助 。
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图1.新型土工格室片材扫描电镜图
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图2.新型土工格室片材与高密度聚乙烯抗拉性能对比
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图3.40%荷载水平下SIM蠕变曲线
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本文转自:中科院之声土工格室是一种三维蜂窝立体结构状土工合成材料|新型土工格室材料研究获进展】图4.40%荷载水平下蠕变主曲线