Development and Properties of Glass Fiber Reinforced Plastics Geogrid

Glass fiber reinforced plastics geogrid has a wide application in the field of soil reinforcement because of its high strength, good toughness, and resistance to environmental stress, creep resistance and strong stability. In order to get high-powered glass fiber reinforced plastics geogrid and its mechanical characteristics, the properties and physical mechanical index of geogrid have been got through the study of its raw material, production process and important quality index. The analysis and study have been made to the geogrid＇s mechanical properties with loading speed, three-axial compression, temperature tensile test and FLAC3D numerical simulation, thus obtain the mechanical parameters of its displacement time curve, breaking strength and elongation at break. Some conclusions can be drawn as follows： （a） Using glass fiber materials, knurling and coated projection process, the f^acture strength and corrosion resistance of geogrid are greatly improved and the interlocking bite capability of soil is enhanced. （b） The fracture strength of geogrid is related to temperature and loading rate. When the surrounding rock pressure is fixed, the strength and anti-deformation ability of reinforced soil are significantly enhanced with increasing reinforced layers. （c） The pullout test shows the positive correlation between geogrid displacement and action time. （d） As a new reinforced material, the glass fiber reinforced plastics geogrid is not mature enough in theoretical research and practical experience, so it has become an urgent problem both in theoretical study and practical innovation.

BCND-I催化剂在开发高性能土工格栅中的应用

采用新型无塑化剂的BCND-I催化剂,首次在国产单环管工艺聚丙烯装置上成功生产了牌号为EH01的高性能土工格栅专用聚丙烯产品,并对其性能进行了研究。实验结果表明,与参比催化剂相比,BCND-I催化剂的活性提高10%、立构定向性优异、氢调敏感性较低,更有利于生产低熔体流动速率(MFR)的土工格栅料;在生产低MFR的EH01产品时,等规度提高1%,拉伸应力、拉伸模量、弯曲模量增加14%~29%,聚合物表现出优良的力学性能。在下游应用中,采用EH01生产规格为SS2、SS20、SS30的三种板材,拉伸强度、最大载荷应变、2%及5%应变时的拉伸强度指标均达到产品标准要求,与进口格栅料产品的性能相当。

关于塑料土工格栅冲孔模具的相关研究

冲孔模具在塑料土工格栅产品生产中占据着十分重要的地位,并且冲孔模具参数也会直接影响到生产产品的拉伸强度、单位面积质量等,加强塑料土工格栅冲孔模具研究就非常有必要。本文联系塑料土工格栅的基本概述,对塑料土工格栅生产工艺、冲孔装置、模具参数等进行细致的分析,并围绕冲孔模具工作失效问题,尝试从优化模具参数、合理模具结构、选用合适钢材、加强模具维护等方面入手,提出几点有效应对策略,以供参考。

单、双向塑料土工格栅与不同填料界面作用特性对比试验研究

以上海某植物园加筋土工程为背景,通过一系列室内拉拔和直剪试验,研究了单、双向塑料土工格栅与不同填料(黏性土、砂土)的界面作用特性,对比分析了单、双向格栅的加筋效果和界面剪应力的不同发挥机制,探讨了填料密实度、垂直应力、拉拔速率对界面参数的影响,并就拉拔试验和直剪试验结果进行了对比分析。结果表明,对于单向格栅加筋工况,拉拔曲线和直剪曲线通常表现为应变软化型。然而对于双向格栅加筋工况,其曲线一般表现为应变硬化型;对于双向格栅加筋工况,填料对格栅的嵌锁咬合力增强,宏观上表现为较高的界面黏聚力,加筋效果优于单向格栅;填料密实度、垂直应力、拉拔速率对筋土界面特性具有影响,但其影响程度和机制与填料性质有关。

单向塑料土工格栅与土界面作用特性的试验研究

土工格栅与土的界面特性直接决定加筋土工程的稳定性,所以格栅与填料的界面技术指标是土工加筋关键的设计指标。本文中,以单向塑料土工格栅为加筋材料,以粘土、砂质粉土、粉细砂、砂砾料为填料,也在大尺寸接触面试验仪上进行拉拔试验;以单向塑料土工格栅为加筋材料,以粘土为填料进行直剪试验。结果表明:粘土与格栅间界面的剪切强度一般很低;砂砾料中的拉拔曲线呈台阶状,摩擦角不是常数;拉拔强度指标和直剪强度指标的适用情况不同。这些可以作为土工格栅加筋工程设计的参考。

塑料土工格栅拉伸过程的试验研究

通过试验研究了塑料土工格栅的拉伸过程 ,总结了结晶聚合物土工格栅试样拉伸的一般规律 ,根据聚合物拉伸理论解释了试验现象 ,并探讨了塑料土工格栅连续稳定拉伸的条件。试验表明 ,塑料土工格栅试样的各成肋部分沿纵向被依次拉伸伸长是连续生产的基础 ;可由材料的应力 -应变关系初步判定塑料土工格栅试样拉伸的连续性 ,这对新型塑料土工格栅材料、工艺的研发 ,缩短试验周期是有利的。

塑料土工格栅长期蠕变行为的预测

建立塑料土工格栅蠕变性能测试室,测试了格栅试样的蠕变应变随时间的变化情况。测试在一定温度、湿度条件下进行,并对各试样加载了不同的载荷。从得到的时间-应变关系图中发现,当载荷水平较低时,蠕变发展缓慢;载荷水平较高时,蠕变发展较快且应变较大,并在测试周期内发生断裂。采用时间-温度等效和时间-应力等效相结合的叠加方法,预测了格栅的长期蠕变行为。根据叠加结果得出,格栅在温度为15℃、载荷水平为20%的使用环境下,使用寿命可达100a以上。测试的格栅试样在低于20%载荷水平下使用是安全的,而当载荷水平高于40%时,很可能在短时间内发生断裂。

塑料土工格栅的性能及应用

分析塑料土工格栅的一般性能及蠕变特性,介绍塑料土工格栅在软地基加固、路面处理、加筋挡土墙及护岸墙、边坡防护、不同沉降量基础间的过渡处理及水土流失治理等岩土工程中的应用,指出我国在塑料土工格栅研究上存在的问题,并展望塑料土工格栅的应用前景。

土工格栅用聚丙烯原料的高温拉伸特性

聚合物原料的高温拉伸过程是塑料土工格栅生产的关键环节,高温拉伸工艺参数的选取对土工格栅制品的使用性能有重要影响。通过"高温-室温两步拉伸"试验方法,对塑料土工格栅用聚丙烯原料先进行高温拉伸,冷却至室温后再测试其室温拉伸性能,得到高温时拉伸温度、拉伸速率和拉伸比等参数对聚合物高温和室温拉伸性能的影响规律。结果表明:随着拉伸温度的升高和拉伸速率的降低,聚丙烯原料高温流变应力明显下降,而拉伸比对高温应力-应变曲线影响较小;聚丙烯原料经高温拉伸处理后,在室温下断裂伸长率随高温拉伸时的温度升高而明显增加,而受高温拉伸速率的影响不大;高温拉伸时的温度、速率和拉伸比均存在一个合理区间,在该试验条件下,高温拉伸温度为110~130℃,拉伸速率为100~250mm·min-1,拉伸比为8~13时,聚合物材料呈现最佳室温拉伸性能。

低温条件下塑料土工格栅拉伸特性的试验研究

通过对塑料土工格栅在低温条件下的拉伸试验,得到拉伸屈服力、屈服伸长率、不同伸长率对应的拉伸力等数据,试验数据分析表明:(1)塑料土工格栅在低温状态下抗拉伸能力明显提高;(2)低温条件下,塑料土工格栅肋条截面积越大,拉伸力随温度降低而提高的幅度越大,屈服伸长率随温度的降低而下降的趋势越明显;反之,拉伸力受温度降低的影响逐渐减弱,屈服伸长率受温度降低的影响越小;(3)塑料土工格栅冻融循环后,与未冻融试样对照,拉伸特性没有降低。

土工格栅拉伸速率试验分析

通过对土工格栅(塑料格栅和玻纤格栅)在不同速率下进行拉伸试验,得出拉力—变形曲线及2%,5%应变和峰值拉伸强度、最大断裂力时的延伸率等数据。经过对数据分析和曲线拟合,得出格栅受拉伸速率影响的规律,并最终选定合适的室内拉伸试验速率。结果表明,塑料格栅和玻纤格栅,纵、横向的断裂拉力随着拉伸速率的增加而增大,延伸率随着拉伸速率的增加而减小。塑料格栅和玻纤格栅,纵、横向同等规格时,纵向拉伸强度总体大于横向拉伸强度。

冻融循环对塑料土工格栅拉伸性能的影响

在-25^+25℃环境温度条件下,采用水中冻融和空气中冻融两种方式,经过50次冻融循环后,在15℃、0℃、-10℃、-20℃和-35℃工况下对土工格栅试样进行了拉伸性能的试验研究,获得了聚乙烯塑料土工格栅的极限承载力、最大延伸率、不同延伸率对应的应力值等数据.试验结果表明,聚乙烯塑料土工格栅在低温时抗拉性能明显提高,从+15℃降至-35℃时,5%延伸率对应的抗拉强度提高107%,极限承载力提高19%.同时,聚乙烯塑料土工格栅极限延伸率随温度降低呈线形关系降低,从+15℃降至-35℃时,极限延伸率降低80%.

软土地基加筋石灰土路堤离心模型试验研究

对打设竖向排水体的软土地基加筋石灰土路堤进行离心模型试验,并同时进行了1组不加筋石灰土路堤的对照试验。在地基土中及其表面埋设和安装了位移计、孔隙水压力计和土压力计,并在模型土工格栅上黏贴了应变片以测试加筋拉力。试验结果表明:(1)加筋减少了沉降量,其减少量8%左右,加筋路堤呈现较明显的地面隆起,而不加筋路堤主要表现为沉降;(2)加筋和不加筋路堤地基中两者的孔隙水压力基本接近,在每一堆载休止期,孔隙水压力都呈较明显的消散;(3)加筋后,路堤堆载压力可明显扩散,加筋路堤中心下地基土压力比不加筋路堤要小6%～10%,而坡脚下土压力前者比后者大40%左右;(4)模型格栅拉力随加速度的增大变化规律较好,在休止期拉力持续增大,与沉降规律一致。在堆载高度0～2 m期间,格栅拉力较均匀分布,其后格栅中心处拉力明显比两侧增大;(5)加筋对提高石灰土路堤的稳定性作用明显,可考虑在石灰土中加筋以提高其抗拉强度,并可进一步提高路堤的稳定性。

加筋土挡墙冻融试验研究

通过模拟野外实测降温过程,进行加筋土挡墙在开敞条件下的冻融试验研究,得到结论:①冻结过程中产生了水平冻胀力,加筋格栅克服水平冻胀力的作用产生拉应变,起到削减水平冻胀力的作用;②加筋挡墙顶面在冻结过程中产生冻胀变形,当表面温度降至-5℃以下时冻胀停止,从负温升至-5℃以上时,冻胀重新开始,验证了存在冻胀停止温度的观点;③升温过程中挡墙顶面产生较大融沉变形,季节冻土区的加筋土挡墙应避免春融期产生不允许的融沉变形。

钢塑凸榫土工格栅及其筋土界面特性研究

本文在钢塑土工格栅之上辅以凸榫设计,研制出一种新型的土工格栅结构类型,即钢塑凸榫土工格栅。将钢塑土工格栅和钢塑凸榫土工格栅分别与多种不同类型的典型填料进行室内直剪试验和室内拉拔试验,证明了凸榫的设置有利于筋土界面性能的改善。通过对凸榫土工格栅的破坏模型进行理论分析,推导了凸榫格栅与岩土体间界面抗剪强度的理论公式。通过与室内试验结果对比分析表明,该理论公式求得的内摩擦角值基本符合实际,而黏聚力则不符合实际,凸榫对黏聚力的贡献值建议取2-7k Pa。

土工格栅与铜矿尾矿界面作用特性的实验研究

钢塑复合土工格栅的加筋效果好于其它筋材的原因在于其表面结构特性,在生产过程中塑料表面处理时,肋条压制成粗糙的花纹,以增强格栅表面的粗糙程度,提高CATT钢塑复合土工格栅与土体的摩擦系数。它与土之间不仅存在表面摩擦力,而且还存在镶嵌咬合力,从而增强加筋土体的稳定性。文中以不同规格的钢塑复合土工格栅作为加筋材料,以有色金属铜矿的尾矿作为填料土,通过拉拔实验,研究钢塑复合土工格栅与铜矿尾矿填料土的界面作用特性,获得了筋--土之间的剪切强度系数(C、φ)、似摩擦系数f*等结果,并对它们的影响因素进行了分析与探讨。

交通荷载下土工格栅加筋软土地基的变形特性

应用有限单元法对交通荷载作用下的(软土)地基进行隐式动力分析,再基于地基应力响应分析和变形响应分析,研究了土工格栅加筋减小交通荷载引起的地基累积塑性变形的机理.结果表明:路堤高度为1m左右时,在交通荷载作用下,地基会产生显著的累积塑性变形;土工格栅加筋改善地基表面的最大压应力分布,减小传递到地基表面的剪应力;土工格栅加筋降低了地基上部由交通荷载引起的动偏应力,从而致使地基的累积塑性变形明显减小;随着路堤高度的增加,由交通荷载引起的地基累积塑性变形迅速减小,加筋效果相应下降.

塑料土工格栅的现场破坏实验

论述塑料土工格栅现场破坏实验的必要性,以青岛颐中格栅股份有限公司生产的EGR系列塑料土工格栅为对象,进行了现场破坏实验。实验测得不同型号的塑料土工格栅在不同填料中的最高损伤因子,得到了适用于工程设计的损伤因子,并发现填料的级配是影响塑料土工格栅损伤因子的主要因素之一。

模型土工格栅应变测量方法研究

文章采用高密度聚乙烯塑料窗纱作为模型土工格栅,进行1组加筋边坡离心模型试验;通过在模型土工格栅表面涂抹环氧树脂条带并粘贴应变片的方法,并根据拉力标定试验换算得到的筋材内力,监测模型试验过程中筋材应力分布,研究加筋边坡填筑过程中筋材应力分布规律。研究结果表明:环氧树脂条带与柔性703胶条相比,黏结效果稳固,对高密度聚乙烯塑料窗纱模型材料具有良好的适应性;采用环氧树脂条带粘贴应变片测量筋材内力,测量结果较好反映了加筋边坡的筋材应力分布,测试方法可行;下部坡体偏软弱时坡体在上覆荷载作用下将发生侧向挤出边坡失稳,加筋体内部坡脚至H/3(H为坡高)高度形成潜在滑动面。研究成果对于优化筋材测量方法、探究筋-土相互作用机理具有一定意义。

塑料土工格栅力学行为研究——Ⅰ.短周期力学行为的分析

测试并记录土工格栅试样的蠕变伸长随时间的变化情况,得到试样应变和时间的关系。应变-时间关系显示载荷较小时,蠕变发展缓慢;载荷较大时,蠕变应变较大且发展较快。由应变-时间关系得到了应变速率-应变关系和等时载荷-应变关系,由此可评价试样蠕变发展的趋势,确定蠕变应变极限。这些工作为进一步对土工格栅长期蠕变行为研究做好了准备。