隨著高分子材料的發(fā)展，土工布、土工膜、土工格柵等人工合成材料以天然材料不可替代的優(yōu)勢(shì)在土木工程領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。土工格室是一種新型特種土工合成材料，通常是由人工聚合物為原材料經(jīng)過超聲波強(qiáng)力焊接而成，展開后呈蜂窩狀立體結(jié)構(gòu)。土工格室是已經(jīng)開發(fā)便以其獨(dú)特的立體結(jié)構(gòu)，在特定的地質(zhì)情況下表現(xiàn)出了常規(guī)土工合成材料難以達(dá)到的工程效能。

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土工格室等土工合成材料能夠廣泛應(yīng)用于土木工程領(lǐng)域得益于其良好的工程特性，具有較大的拉伸強(qiáng)度，能承受較大的拉力；具有較好的延性，能承受較大變形而不發(fā)生斷裂或者撕裂破壞。土工格室的強(qiáng)度與變形參數(shù)，如其對(duì)應(yīng)的伸長率等是工程計(jì)算中最基本且最常用的指標(biāo)，因而有必要對(duì)工程中所用到的土工格室等土工合成材料進(jìn)行力學(xué)特性測(cè)試。

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土工格室力學(xué)性能分析

目前，可以采用拉伸試驗(yàn)來測(cè)定土工格室的拉伸性能，國內(nèi)測(cè)定土工合成材料拉伸性能的方法主要有寬條拉伸試驗(yàn)法和窄條拉伸試驗(yàn)法。土工合成材料條帶拉伸試驗(yàn)的原理是將試件的兩端用寬度大于或者等于試件寬度的夾具夾住，試驗(yàn)前設(shè)定加載速率值，一般是設(shè)定橫梁的位移速度，試驗(yàn)開始后橫梁會(huì)按照該速度移動(dòng)，橫梁的移動(dòng)會(huì)對(duì)試件產(chǎn)生拉伸作用而使試件承受載荷。

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土工合成材料在實(shí)際工程中會(huì)與土石料發(fā)生復(fù)雜的相互作用，在常規(guī)單向拉伸試驗(yàn)中，土工合成材料的力學(xué)參數(shù)是在無側(cè)限條件下測(cè)出的，因此不能完全反映土工合成材料在實(shí)際工程中的工程性狀。目前的試驗(yàn)條件無法模擬現(xiàn)場工程條件以實(shí)現(xiàn)土工合成材料的實(shí)際工作狀態(tài)，因此仍然采用條帶拉伸法來測(cè)定土工合成材料的力學(xué)性能。

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土工格室條帶拉伸法試驗(yàn)

交通部發(fā)布的JTG E50-2006 《公路工程土工合成材料試驗(yàn)規(guī)程》對(duì)土工合成材料條帶拉伸法的適用條件及操作方法進(jìn)行了規(guī)范與解釋。

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JTG E50-2006 《公路工程土工合成材料試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定寬條拉伸試驗(yàn)法所用試件的寬度為200mm，窄條拉伸試驗(yàn)方法所用試件寬度50mm；條帶均要求有足夠的長度以保證夾具邊緣間距為100mm；夾具鉗口表面須有足夠的寬度，至少等于試樣寬度（200mm或者50mm），以保證其能足夠夾持試樣的全寬，并采用適當(dāng)措施避免試樣滑移和損傷。

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（1）拉伸試驗(yàn)機(jī)的設(shè)定

選擇試驗(yàn)機(jī)的負(fù)荷量程，使斷裂強(qiáng)力在滿量程負(fù)荷的30%~90%之間。設(shè)定試驗(yàn)機(jī)的拉伸速度，使試樣的拉伸速率為名義夾持長度的（20%±1%）/min。

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（2）試樣的夾持和預(yù)張

將試樣在夾具中對(duì)中夾持，對(duì)已夾持好的試件進(jìn)行預(yù)張，預(yù)張力相當(dāng)于最大負(fù)荷的1%，記錄因預(yù)張?jiān)嚇赢a(chǎn)生的夾持長度的增加值。

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（3）使用伸長計(jì)

在分別距試樣中心30mm的兩個(gè)標(biāo)記點(diǎn)處安裝伸長計(jì)，不能對(duì)試樣有任何損傷，并確保試驗(yàn)中標(biāo)記點(diǎn)無滑移。

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（4）測(cè)定拉伸性能

開動(dòng)試驗(yàn)機(jī)連續(xù)加荷直到試樣斷裂，停機(jī)恢復(fù)到初始標(biāo)距位置，記錄最大負(fù)荷，精確至滿量程的2%；記錄最大負(fù)荷下的伸長量，精確到小數(shù)點(diǎn)后1位。

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（5）測(cè)定特定伸長率下的拉伸力

使用合適記錄測(cè)量裝置測(cè)定在任一特定伸長率下的拉伸力，精確至滿量程的0.2%。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)公式計(jì)算拉伸強(qiáng)度、最大負(fù)荷下的伸長率及特定伸長率下的拉伸力等。

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注意事項(xiàng)

（1）在拉伸試驗(yàn)機(jī)設(shè)定時(shí)，如使用絞盤夾具，在試驗(yàn)前應(yīng)使用絞盤中心間距保持最小，并且在試驗(yàn)報(bào)告中注明使用了絞盤夾具。

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（2）在測(cè)定拉伸性能時(shí)，如試樣在距鉗口5mm范圍內(nèi)斷裂，結(jié)果應(yīng)予剔除。如試樣在夾具中滑移，或者多于1/4的試樣在鉗口附近5mm范圍內(nèi)斷裂，可采用下列措施：

a：夾具內(nèi)加襯墊

b：對(duì)夾在鉗口內(nèi)的試樣加以涂層

d：無論采用了何種措施，都應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中注明。