Phương pháp xác định cường độ chịu kéo vải địa kỹ thuật

Mục lục

Cơ sở pháp lý
- Tài liệu viện dẫn
Phạm vi áp dụng
Định nghĩa
Nguyên tắc xác định thông số
Phương pháp xác định cường độ chịu kéo và độ giãn dài của vải địa kỹ thuật
Tính toán kết quả
Kết luận

Cường độ chịu kéo và độ giãn dài là một trong những thông số cực kỳ quan trọng mỗi khi nhắc đến vải địa kỹ thuật. Đây là chỉ số giúp xác định khả năng chịu lực của vải bằng phương pháp kéo. Vậy định nghĩa chuẩn xác cường độ chịu kéo và độ giãn dài của vải địa kỹ thuật là gì? Phương pháp xác định cường 2 loại cường độ này ra sao? Cùng Phú Thành Phát tìm hiểu về chủ đề này thông qua bài viết dưới đây nhé!

Cơ sở pháp lý

Tài liệu viện dẫn

Nội dung soạn thảo về chủ đề này được phát triển dựa trên các bộ TCVN. Bao gồm:

TCVN 8485 : 2010 được chuyển đổi từ 14 TCN 95 -1996 theo quy định tại khoản 1 Điều 69 của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật và điểm a khoản 1 Điều 7 Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 1/8/2007 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật. TCVN 8485 : 2010 do Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam biên soạn, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn đề nghị. Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
TCVN 8222:2009, Vải địa kỹ thuật – Quy định chung về lấy mẫu, thử mẫu và xử lý thống kê.

Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này qui định phương pháp xác định cường độ chịu kéo và độ giãn dài của các loại vải địa kỹ thuật bằng phương pháp kéo dải rộng.

Định nghĩa

Cường độ chịu kéo

Cường độ chịu kéo có tên tiếng anh là tensile strength là lực kéo lớn nhất trên một đơn vị đo chiều rộng, tính bằng kilô niutơn trên mét (kN/m) nhận được trong quá trình kéo cho tới khi mẫu thử đứt hoàn toàn.

Độ giãn dài

Độ giãn dài có tên tiếng anh là elongation tính bằng phần trăm (%) là tỷ số giữa lượng gia tăng chiều dài mẫu thử trong quá trình kéo và chiều dài ban đầu của nó.

Cường độ chịu kéo khi đứt

Cường độ chịu kéo khi đứt là lực kháng kéo trên một đơn vị đo chiều rộng, tính bằng kilôniutơn trên mét (kN/m) tại thời điểm mẫu thử đứt hoàn toàn.

Độ giãn dài tại điểm đứt

Độ giãn dài tại điểm đứt là độ giãn dài tại thời điểm mẫu thử đứt hoàn toàn, tính bằng phần trăm (%).

Điểm uốn

Điểm uốn lá điểm xuất hiện trên đường cong ứng suất, tại đó độ giãn dài tiếp tục tăng nhưng lực kéo không tăng.

Nguyên tắc xác định thông số

Cường độ chịu kéo và độ giãn dài của vải địa kỹ thuật được xác định bằng cách kéo mẫu thử có kích thước nhất định theo chiều rộng với vận tốc không đổi cho tới khi đứt hoàn toàn. Căn cứ vào giá trị lực kéo và giá trị gia tăng chiều dài của mẫu thử được ghi lại trên thiết bị tự ghi hoặc trên máy tính để tính ra các giá trị cường độ chịu kéo và độ giãn dài của vải.

Phương pháp xác định cường độ chịu kéo và độ giãn dài của vải địa kỹ thuật

Yêu cầu thiết bị

Thiết bị phục vụ phương pháp xác định cường độ chịu kéo và độ giãn dài của vãi địa kỹ thuật bao gồm:

Thiết bị kéo: Bao gồm bộ cảm biến lực, dầm cố định, dầm di động, trục vít, trụ đỡ dầm, hộp điều khiển máy, hộp điều khiển tốc độ thử, thiết bị tự ghi hoặc máy tính.

cường độ chịu kéo của vải địa kỹ thuật 2

Ngàm kẹp: ngàm kẹp phải rộng hơn chiều rộng mẫu thử ít nhất 10mm, cơ cấu kẹp của ngàm sao cho mẫu không bị tuột, cắt, dính trong quá trình thử và tháo lắp:
- Đối với mẫu thử có độ bền vừa và thấp (thường là loại vải địa kỹ thuật không dệt) sử dụng ngàm kẹp dạng nêm.
- Đối với mẫu thử có độ bền cao và rất cao (thường là loại vải địa kỹ thuật dạng dệt hoặc dạng phức hợp) sử dụng ngàm kẹp dạng tời hoặc dạng ép bằng bulông hay thủy lực.
- Khi lắp mẫu vào ngàm kẹp phải chú ý căn chỉnh để đường trục đi qua tâm mẫu trùng với hướng lực kéo.

Thiết bị đo độ giãn dài: xác định lượng gia tăng chiều dài của mẫu thử theo hướng lực kéo thông qua hai điểm A; B trên mẫu thử trong quá trình thử.
Thuốc thử: Bể nước cất sử dụng để điều hoà mẫu thử trong điều kiện ướt. Điều hòa mẫu trong môi trường ướt phải thoả mãn các yếu tố theo qui định của TCVN 8222 : 2009.

Yêu cầu mẫu thử

Số lượng mẫu thử

Số lượng mẫu thử trong từng trường hợp cụ thể được áp dụng theo quy định của TCVN 8222:2009.
Số lượng mẫu thử ít nhất trong mọi trường hợp là 10 mẫu, trong đó 5 mẫu lấy theo chiều dọc cuộn (md) và 5 mẫu lấy theo chiều ngang cuộn (cd).

Kích thước mẫu thử

Mẫu thử được lấy có dạng hình chữ nhật với kích thước và cách chế tạo mẫu đối với từng loại vải địa kỹ thuật cụ thể được tiến hành như sau:

Mẫu thử vải địa kỹ thuật không dệt

Dùng khuôn hoặc các dụng cụ đo, cắt chế tạo mẫu vải địa không dệt với kích thước:

Chiều rộng mẫu 200mm ± 1mm
Chiều dài mẫu (100 + 2L)mm ± 1mm

Trong đó L là độ dài ngàm kẹp. Ví dụ:

Ngàm kẹp dạng ép bằng bulông hoặc thủy lực: L= 50mm. Chiều dài mẫu là (100 + 2 x 50) = 200mm ± 1mm -> Kích thước mẫu thử: Rộng x Dài = 200mm x 200mm.
Ngàm kẹp dạng tời L= 400mm. Chiều dài mẫu là (100 + 2 x 400)= 900mm ± mm -> Kích thước mẫu thử Rộng x Dài = 200mm x 900mm.

Mẫu thử vải địa kỹ thuật dệt

Mẫu thử vải địa kỹ thuật dệt được xác định với kích thước cụ thể như sau:

Cắt chiều rộng mẫu 220mm, sau đó bỏ dọc hai bên rìa mẫu những sợi bị rối, bị lẹm hoặc đứt trong quá trình cắt cho tới khi chiều rộng đạt 200 mm ± 1 mm.
Cắt chiều dài mẫu (120 + 2L)mm, sau đó bỏ ngang hai bên rìa mẫu những sợi bị rối, bị lẹm hoặc đứt trong quá trình cắt cho tới khi chiều dài đạt (100 + 2L)mm ± 1mm.

Điều hòa mẫu thử

Điều hòa mẫu thử khô và mẫu thử ướt phải được tiến hành theo quy định của tiêu chuẩn TCVN 8222:2009.

Thực hiện phương pháp thử

Phép thử được thực hiện trong điều kiện tiêu chuẩn theo quy định của TCVN 8222 : 2009 với phương thức tiến hành được xác định cụ thể:

Vận hành thiết bị

Điều chỉnh khoảng cách giữa hai ngàm kẹp 100mm ± 3mm.
Chọn thang lực sao cho mẫu thử đứt trong khoảng từ 30% đến 90% của thang lực đó.
Đặt tốc độ kéo (20% ± 5%) trên phút của thang đo chiều dài.
Đặt ở chế độ làm việc các thiết bị tự ghi hoặc mở phần mềm tương ứng cho máy tính.

Lắp mẫu thử vào ngàm kẹp

Lấy mẫu thử của vải địa kỹ thuật lắp vào ngàm kẹp theo chiều rộng mẫu, căn chỉnh sao cho bề mặt mẫu được phẳng đều. Hai mép ngoài mẫu cách đều hai mép ngoài ngàm kẹp.
Độ dài 3 đường thẳng gồm: 2 đường thẳng đi qua hai mép ngoài và đường trung tâm mẫu chặn giữa hai ngàm kẹp phải bằng nhau và bằng 100mm ± 3mm.
Đường trung tâm mẫu phải trùng với hướng lực kéo.

Thiết lập điểm đo độ giãn dài của mẫu thử

cường độ chịu kéo của vải địa kỹ thuật 3

Xác định tâm điểm (O) của mẫu.
Kẻ đường trung tâm đi qua tâm điểm và trùng với hướng lực kéo (đường a).
Vị trí các điểm (A;B) nằm trên đường trung tâm và cách đều tâm điểm về hai phía 30 mm.

Tiến hành thử mẫu vải địa

Sau khi thực hiện xong tất cả các công tác chuẩn bị và lắp mẫu thử vào thiết bị thử. Tiến hành thử và cho máy chạy cho tới khi mẫu đứt hoàn toàn. Lưu các số liệu về các tính chất kéo thu được trong suốt quá trình thử. Sau đó lặp lại tuần tự các bước trên cho tới khi thử hết số lượng mẫu.

cường độ chịu kéo của vải địa kỹ thuật 5

cường độ chịu kéo của vải địa kỹ thuật 4

Tính toán kết quả

Loại bỏ các kết quả dị thường

Theo qui định của TCVN 8222 : 2009 và thử lại các mẫu lấy từ một cuộn

Tính các giá trị của mẫu riêng lẻ

Tính giá trị cường độ chịu kéo đối với từng mẫu

Cường độ chịu kéo của mẫu thử tính theo công thức:

T_f = F_f/W (1)

Trong đó.

T_f Cường độ chịu kéo của mẫu thử tính bằng kilôNiutơn trên mét (kN/m)
F_f Lực kéo lớn nhất nhận được trong quá trình thử tính bằng kilôNiutơn (kN )
W Chiều rộng mẫu thử tính bằng mét (m)

Tính giá trị độ giãn dài đối với từng mẫu thử

Độ giãn dài của mẫu thử tính theo công thức

e = 100 x DL/L_o (2)

∆L = L₁ – L_o (3)

Trong đó:

e Độ giãn dài của mẫu thử (%)
L_o Khoảng cách ban đầu của các điểm đo A và B (mm)
L₁ Khoảng cách của các điểm đo A và B tại thời điểm lực kéo f (mm)

Hình 8.1 – Đường cong quan hệ giữa cường độ chịu kéo và độ giãn dài

CHÚ DẪN:

D Điểm ứng với cường độ chịu kéo lớn nhất T_f
E Điểm ứng với cường độ chịu kéo tại điểm đứt T_E
T₁ Cường độ chịu kéo lớn nhất.
T_e Cường độ chịu kéo tại điểm đứt.
SA Độ giãn dài dư, xuất hiện khi lực kéo bằng 1%T_f,
e_D Độ giãn dài tại cường độ chịu kéo lớn nhất
e_E Độ giãn dài tại điểm đứt.

Các giá trị tiêu biểu

Các giá trị tiêu biểu được xác định bởi các giá trị thu được từ các mẫu riêng rẽ với độ chính xác như sau:

Cường độ chịu kéo lớn nhất chính xác tới 0.1 kN/m, độ giãn dài ứng với cường độ chịu kéo lớn nhất chính xác tới 1%
Cường độ chịu kéo tại điểm đứt chính xác tới 0.1 kN/m, độ giãn dài tại điểm đứt chính xác tới 1%.
CHÚ THÍCH: Loại bỏ các kết quả dị thường theo điều 8.1, không đưa vào tính toán. Tuy nhiên các kết quả này cần ghi lại và báo cáo riêng.
Đối với mỗi tính chất, các giá trị tiêu biểu sau đây cần được xác định (xem TCVN 8222 : 2009):
- Giá trị trung bình
- Độ lệch chuẩn
- Hệ số biến thiên

Yêu cầu đối với việc thử thêm

Khả năng lặp lại các kết quả

Khi hệ số biến thiên tính theo qui định tại mục 8.3.3 vượt quá 20% cần phải tăng số mẫu thử nhiều lên để thu được kết quả có giới hạn sai số cho phép theo qui định của TCVN 8222 : 2009 và số lượng các mẫu thử yêu cầu được tính theo TCVN 8222 : 2009.

Các giới hạn sai số

Kiểm tra các kết quả thu được theo qui định tại mục 8.3 để đảm bảo các giới hạn sai số thực tế không vượt quá giới hạn qui định. Sai số kết quả thử được coi là thoả mãn nếu số lần thử tính theo TCVN 8222 : 2009 không vượt quá thực tế. Nghĩa là các kết quả thử đã thoả mãn khi thử đủ số lần và đáp ứng yêu cầu của các điều 8.3.1 và 8.3.2

CHÚ THÍCH: Kết quả thử theo tiêu chuẩn TCVN 8485 : 2010 có thể so sánh với kết quả thử theo tiêu chuẩn ISO10319 đối với cùng loại mẫu thử.

Báo cáo kết quả thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm bao gồm thực hiện đầy đủ yêu cầu các nội dung sau:

Viện dẫn tiêu chuẩn này;
Số ký hiệu thiết bị dùng để thử;
Thứ nguyên dùng tính toán kết quả;
Các giá trị tiêu biểu của phép thử;
Các giá trị riêng lẻ như: kết quả thử của từng mẫu
Thông tin chi tiết về các kết quả coi là dị thường;
Các thay đổi về điều kiện, quy trình thử so với tiêu chuẩn nếu có;
Thông tin chi tiết về các kết quả bị loại bỏ kể cả nguyên nhân không dùng các kết quả đó để đánh giá các trị số tiêu biểu.
Các thông tin về mẻ mẫu mẫu thử, điều kiện thử như:
- Tên đơn vị, cá nhân gửi mẫu.
- Tên mẫu, ký hiệu mẫu.
- Tên công trình, hạng mục, vị trí lấy mẫu, ngày tháng năm lấy mẫu, gửi mẫu nếu mẫu lấy ngoài công trường lắp đặt, thi công và phải có chữ ký xác nhận của tư vấn giám sát.
- Khối lượng mẫu
Ngày tháng năm thử mẫu.
Kiểu điều hòa mẫu.
Nhiệt độ, độ ẩm khi điều hòa mẫu và khi thử mẫu.

Lưu mẫu

Mẫu lưu có diện tích nhỏ nhất 1m2
Lưu mẫu trong điều kiện tiêu chuẩn theo quy định của TCVN 8222:2009.
Thời gian lưu mẫu tối thiểu là 28 ngày.

Kết luận

Cường độ chịu kéo và độ giãn dài của vải địa kỹ thuật là một trong những thông số vô cùng quan trọng và có tầm ảnh hưởng đến chất lượng của vải khi ứng dụng thi công. Bên cạnh các thông số được cung cấp của nhà sản xuất. Trước khi thi công, để đảm bảo vải địa kỹ thuật đạt chỉ tiêu chất lượng thì cần phải thí nghiệm để xác định một lần nữa thông số của vải. Hy vọng rằng với thông tin trên, bạn sẽ biết được như thế nào là cường độ chịu kéo, độ giãn dài của vải địa. Cũng như phương pháp xác định cường độ chịu kéo và độ giãn dài của vải.

Ngoài ra, nếu có bất kỳ thắc mắc gì về vải địa kỹ thuật hay yêu cầu báo giá, cần tư vấn. Vui lòng để lại thông tin hoặc liên hệ trực tiếp với Phú Thành Phát. Chúng tôi sẽ hỗ trợ giải đáp hoặc gửi báo giá sớm nhất cho bạn.

THÔNG TIN LIÊN HỆ
Trụ sở chính: 15 Đường số 5, KDC Vĩnh Lộc, Bình Hưng Hòa B, Bình Tân, TP.HCM
Hotline: 028.666.03482 – 0909.452.039 – 0903.877.809
Email: infor@vaidiakythuat.com