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)，如其對應(yīng)的伸長率等是工程計算中最基本且最常用的指標(biāo)，因而有必要對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，可以采用拉伸試驗來測定土工格室的拉伸性能，國內(nèi)測定土工合成材料拉伸性能的方法主要有寬條拉伸試驗法和窄條拉伸試驗法。土工合成材料條帶拉伸試驗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，試驗前設(shè)定加載速率值，一般是設(shè)定橫梁的位移速度，試驗開始后橫梁會按照該速度移動，橫梁的移動會對試件產(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)單向拉伸試驗中，土工合成材料的力學(xué)參數(shù)是在無側(cè)限條件下測出的，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

交通部發(fā)布的JTG E50-2006 《公路工程土工合成材料試驗規(guī)程》對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規(guī)程》規(guī)定寬條拉伸試驗法所用試件的寬度為200mm，窄條拉伸試驗方法所用試件寬度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）拉伸試驗機(jī)的設(shè)定

選擇試驗機(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

將試樣在夾具中對中夾持，對已夾持好的試件進(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)張試樣產(chǎn)生的夾持長度的增加值。

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（3）使用伸長計

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

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（4）測定拉伸性能

開動試驗機(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）測定特定伸長率下的拉伸力

使用合適記錄測量裝置測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

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

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（2）在測定拉伸性能時，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)在試驗報告中注明。