高强土工格栅蠕变强度的试验研究

试验设备如图１。
（ｂ） 图２试验细部照片
４试验结果与分析
４．１ ＴＧＤＧｌ３０型土工格栅室内蠕变试验结果 ＴＧＤＧｌ３０型土工格栅室内蠕变试验进行了
２ ０００多个小时。荷载水平取５种，分别为抗拉强度 的１０％、２０％、４０％、５０％和６０％，试验结果如图３。
１３ １２ Ｉｌ １０ ９ ８ ７ 制６ ｛蓍５ ４ ３ ２
万方数据
５９８
重庆交通大学学报（自然科学版）
第２７卷
评价方法》（ＱＢ／Ｔ ２８５４—２００７）口１中有关规定，在
（２０±２）℃、５０％一７０％相对湿度环境条件下，将一
恒定静负荷施加于试样上，负荷均匀分布于试样的
整个宽度，连续记录或按规定的时间间隔记录试样
的伸长，该负荷保持１ ０００ ｈ或更长时间，如果不足
ＴＧＤＧｌ３０型土工格栅应用于广东天汕高速公
路某填挖交界路基断面，如图７。该段路基填料为
含细粒土砾（ＧＦ），路基压实度在９３％～９５％之间。
０抛枷印Ｏ舳０ ｌ啪Ｉ ２∞ｌ ４∞Ｉ ６∞
时间／－
圈５ ＣＡ’ｒｒＳＧ７０－７０型土工格栅蠕变特性曲线
根据图５试验结果可得，２０℃下各级荷载下达 到１０％应变的时间如表２。
中图分类号：ＴＵ４７２
Hale Waihona Puke 文献标志码：Ａ文章编号：１６７４ＪＤ６９６（２００８）０４一０５９７—０４
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｃｒｅｅｐ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｔｅｓｔ ｏｆ Ｈｉｇｈ－Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｇｅｏｇｒｉｄｓ
ＹＡＮ Ｑｉｕ—ｒｏｎ９１，ＤＥＮＧ ｗｅｉ－ｄｏｎ９１，ＤＥＮＧ ｃｈａｎｇ—ｚｈｏｎ９２
（１．Ｉ璐ｔｉｔｕｔｅ ｏｆ ｃｈｏｎｇｑｉＩｌｇ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉ伽Ｒｅｓｅａｒｃｈ＆Ｄｅｓｉ印，ｃｈｏｎ鹊ｉｎｇ ４０００６７，ｃｈｉ哪；
２．Ｓｉｃｈｕ如Ｃｈｅｎ掣瑚Ｅｘｐｒｅｓｗａｙ ｃｏ．圳，Ｓｉｃｈ啪Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００５２，ＣＩｌｉ眦）
Ａｂｓ咖ｃｔ：Ｔｗｏ ｔｙｐｉｃａｌ ｈｉｇｌｌ－ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｇｅｏ咖ｄｓ ａ陀眈ｌｅｃｔｅｄ ｔｏ ｄｏ ｔＩｌｅ ｉｎｄ００ｒ ｃｒ∞ｐ ｔ∞ｔ诵ｔｈ叫ｔ明ｙ ｃｏ璐ｔｒａｉｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉ∞．Ｏ舱０ｆ
１试验材料的基本特性
根据拉伸试验，ＴＧＤＧｌ３０型单向聚丙烯土工格 栅的极限抗拉强度为１４６ ｋＮ／ｍ，其９５％置信下限
值为１４３．６ ｋＮ／ｍ，峰值应变为７．１１％；ｃ棚＇ｓＧ７０—
７０型双向聚乙烯土工格栅单根条带极限抗拉强度
为７．８ ｋＮ，其９５％置信下限值为７．６５ ｋＮ，峰值应变
为９．２８％。
摘要：选择了２种有代表性的高强土工格栅，进行了室内无侧限蠕变试验。将其中一种应用于路基实体工程中并
进行了持续ｌ ａ的蠕变观测。试验研究表明，高强土工格栅在近似荷载水平作用下，无侧限条件时的蠕变速率约为
侧限条件时的２倍左右。根据试验结果，建议了高强土工格栅的蠕变强度折减系数取值范围。
关键词：蠕变；试验；高强土工格栅
３）确定在整个设计年限中达到１０％应变的荷
载的９５％置信下限值Ｐ叫，由下式计算：
％＝％％×（乏）。嘛
（１）
式中，Ｐ为蠕变测试中施加的荷载；Ｐ／Ｌ为蠕变测 试中的设定荷载；（Ｐ／Ｌ），ｏ％为蠕变测试中对应于
设计年限达到１０％应变的设定荷载；尸胡为容许荷
载（在设计年限达到１０％应变的９５％置信下限荷 载）；Ｌ为拉伸强度的测量值（根据公路土工合成材
，，＝７０．６９４×ｌ ０００ ０００—０‘旧１＝２９．６％
图７路基内部ＴＧＤＧｌ３０型格栅蠕变实测点示意
该断面路基填筑速率较快，２００５年９月１４日 挡墙衡重台上满铺第ｌ层格栅，到２００５年９月３０ 日填筑至路槽顶面，整个过程只有半个月，因此，路 基填筑完毕后，可以近似假设埋设的土工格栅受力 达到恒载并开始进入蠕变阶段。根据２００５年９月 ３０日格栅各观测点的应变测试结果，对照该型格栅 的室内拉伸试验曲线，可近似确定出本次３个蠕变 观测点的荷载水平分别为８％、１７％和３０％。
２００５年９月底至２００６年７月，对３个测试点进 行了近１ ａ的蠕变测试，图８为蠕变观测结果。
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第２７卷
一◆
●
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图８路基内部ＴＧＤＧｌ３０型格栅实测蠕变特性曲线
４．４结果分析 根据室内蠕变试验结果，ＴＧＤＧｌ３０型聚丙烯单
ｙｅ邮．Ｔｈｅ删ｌｔ ｔｌｌｅｍ ｉ８ ａｐｐｌｉｅｄ ｔ０ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｍａｄｂｅｄ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｗｈｅｍ ｃｒｅ印ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｉＢ ｋｅｐｔ ｆｈ ａｃ彻ｔｉ叫咖ｏｎｅ
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ｌ【ｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｒｅｅｐ；ｔｅｓｔ；ｈｉｇＩｌ一８ｔ陀ＩＩｇｔＩｌ卿面ｄ８
土工格栅蠕变是决定加筋土能否用于永久性工 程的关键。蠕变特性影响着加筋土结构的长期性 状，蠕变或应力释放可能引起加筋土结构内部应力 状态的改变，导致丧失稳定或过大的变形。因此，预 测土工格栅筋材的长期蠕变对于结构的安全性、经 济性至关重要。
料试验规程ＪＴＪ／Ｔ ０６０—９８，为５个测试的平均值）；
％％为拉伸强度的９５％置信下限值。
．
４）本次试验按照１０％应变来定义加筋材料的
破坏。
３试验设备及试验条件
本次室内蠕变试验采用重庆交通科研设计院土
工合成材料与土长期变形特性试验仪进行。该仪器
采用杠杆加载方式，加载部位可沿杠杆方向左右转
动，通过调整杠杆的水平位置，可以保证垂直加载，
表２ ＣＡｌ－ｒＳＧ７０－７０型土工格栅达到１０％应变的时间／ｈ
将表２中的数据绘制于图上，可得到图６的结 果。其中荷载和时间的坐标轴均为对数形式。
图６中显示的线性外推关系可以用下列乘幂函 数定义：
０６３１
ｙ＝７０．６９４聋’ｎ
其中，ｙ＝（Ｐ／乇），茗＝ｔｍ。可求得整个设计年限 ｌ×１０６ｈ的（Ｐ／乙）ｌｏ％的值。
向塑料土工格栅的室内蠕变强度折减系数为４．４， ＣＡＴＴｓＧ７０－７０型聚乙烯双向塑料土工格栅的室内 蠕变折减系数为３．４，材料差异导致的蠕变折减系 数差异并不是很大。
已有研究表明【４刮，相对于无侧限条件，土工合 成材料在侧限条件下蠕变速率明显变小。本次试验 也验证了这一点。图３结果显示，室内无侧限条件 下，１０％、２０％和４０％荷载水平的ＴＧＤＧｌ３０型格栅 在１×１０６ｈ时应变应分别达到１．４３％、４．０１％和 １５．７９％。处于路基内部工作状态的同类型格栅， ８％、１７％和３０％荷载水平在ｌ×１０６ｈ时应变仅相当 于０．７８％、２．６９％和４．２９％。
ＣＡ仍Ｇ７０－７０型聚乙烯土工格栅条带的极限
抗拉强度为７．８ ｋＮ，其９５％置信下限值为７．６５ ｋＮ，
则２０ｃｃ情况下设计年限为ｌ×１０６ ｈ的长期允许荷
载的下限值可如下计算：
ｒ Ｄ１
Ｐ础＝‰％×ｌ｝ｌ
＝７．６５ ｘ ｏ．２９６＝２．３
‘』珊。ＩＯ％
（ｋＮ）
４．３
实体工程中僦１加型土工格栅蠕变测试结果
第２７卷第４期 兰鲤墨生墨旦
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Ｖ０１．２７ Ｎｏ．４
』Ｑ坠垦堕垒曼Ｑ￡堡旦Ｑ堕鱼Ｑ型竖』！垒Ｑ！Ｑ盟堡堕盟！ｙ垦垦！！旦』盟垒婴堡垒垦曼垦堡盟垦垦）．—垒坠＆２塑墨
高强土工格栅蠕变强度的试验研究
严秋荣１，邓卫东１，邓昌中２
（１．重庆交通科研设计院，重庆４０００６７；２．四川成南高速公路有限责任公司，四川成都６１００５２）
强度折减系数ＲＦ傩为：
即抽＝ｌ／２２．８％＝４．４
根据拉伸试验结果，ＴＧＤＧｌ３０型聚丙烯土工格
栅的极限抗拉强度为１４６ ｋＮ／ｍ，其９５％置信下限 值为１４３．６ ｋＮ／ｍ，则２０℃情况下设计年限为１×
１０６ ｈ的长期允许抗拉强度的下限值可如下计算：
ｒ Ｄ１
％＝％＊×ｌ｝Ｉ
＝１４３．６×ｏ．２２８＝３２．７
１ ０００ ｈ试样发生断裂，则记录断裂时间。其原理和
步骤如下：
１）在按试样拉伸强度一定百分比预定的荷载 的作用下进行蠕变测试，得到荷载试样达到１０％应
变的时间（ｔ。晚）。 ２）绘制设定荷载（尸／Ｌ）和达到１０％应变的时
间的对数值的关系曲线，线性外推至设计年限，确定
在整个设计年限中达到ｌＯ％应变的设定荷载（Ｐ／ Ｌ），设计年限通常为。１１０ ａ或ｌ×１０６ ｈ。
Ｏ
时间／ｈ
图３ ｒＩ＇ＧＤＧｌ３０型土工格栅蠕变特性曲线
图３可以得出，荷载水平为５０％和６０％时，分 别在２ ３５２ ｈ、６９６ ｈ时应变达到１０％。４０％荷载水 平下格栅在试验时间内未达到１０％，以回归曲线外 推，则在１４ ８２２．５ ｈ时应变达到１０％。２０℃下各级 荷载下达到１０％应变的时间如表１。
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表ｌ １＇ＧＤＧｌ３０型土工格栅达到１０％应变的时间
图ｌ 土工合成材料与土长期变形特性试验仪
ＴＧＤＧｌ３０型土工格栅采用幅宽为２００ ｍｍ的宽
条加载蠕变试验，ＣＡ’璐Ｇ７０－７０型土工格栅采用单
根条带加载蠕变试验，试验细部照片如图２。
将表１中的数据绘制于图上，可得到图４的结 果。其中荷载和时间的坐标轴均为对数形式。
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第４期
严秋荣，等：高强土工格栅蠕变强度的试验研究