Tiêu chuẩn thí nghiệm sức kháng thủng CBR vải địa kỹ thuật

Mục lục

Phạm vi áp dụng
Tài liệu viện dẫn
Thuật ngữ và định nghĩa
- Lực xuyên là gì?
- Lực xuyên thủng CBR là gì?
Nguyên tắc
Điều kiện phòng thí nghiệm
Xác định thông số sức kháng thủng CBR vải địa kỹ thuật bằng phương pháp ngàm kẹp
Kết luận

Sức kháng thủng CBR là một trong những thông số quan trọng để xác định khả năng chịu lực, chịu tải của vải địa kỹ thuật. Vậy sức kháng thủng CBR vải địa kỹ thuật được xác định như thế nào? Phương pháp thực hiện như thế nào? Cùng Phú Thành Phát tìm hiểu về sức kháng thủng CBR thông qua nội dung bài viết dưới đây nhé!

Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định lực xuyên thủng CBR của vải địa kỹ thuật.

Tài liệu viện dẫn

TCVN 8222:2009, Vải địa kỹ thuật – Quy định chung về lấy mẫu, thử mẫu và xử lý thống kê.
TCVN 8871:2011, Vải địa kỹ thuật – Phương pháp thử – Phần 3: Xác định lực xuyên thủng CBR

Thuật ngữ và định nghĩa

Lực xuyên là gì?

Lực xuyên là lực nén (ấn) mũi đột lên mặt mẫu thử. Tính bằng Niutơn (N) nhận được trong quá trình mũi đột bị nén cho tới khi xuyên qua mặt mẫu thử.

Lực xuyên thủng CBR là gì?

Lực xuyên thủng CBR là giá trị lực nén lớn nhất, tính bằng kilôniutơn (kN) hoặc Niutơn (N) nhận được trong quá trình mũi xuyên bị nén cho tới khi xuyên qua mặt mẫu thử.

Nguyên tắc

Mẫu thử được kẹp giữa ngàm kẹp hình vành khăn trên thiết bị thử nghiệm. Một mũi xuyên có đầu phẳng, tiết diện hình tròn đường kính 50mm được nén tịnh tiến với tốc độ không đổi vào chính giữa, vuông góc với bề mặt mẫu thử đến khi xuyên qua mẫu thử.
Từ đó, xác định được giá trị lực xuyên thủng CBR là giá trị lực xuyên thủng lớn nhất, khoảng dịch chuyển tại lực xuyên thủng lớn nhất trên đồ thị quan hệ giữa lực nén và khoảng dịch chuyển.
Lưu ý: Không áp dụng được đối với vải địa gia cường có cường độ chịu kéo cao lớn hơn 70kN/m, vải địa có kích thước lỗ biểu kiến lớn hơn 1mm.

Điều kiện phòng thí nghiệm

Việc thí nghiệm được tiến hành ở điều kiện không khí được duy trì ở độ ẩm tương đối (65 ± 5)% và nhiệt độ (21 ± 2)^oC.

Xác định thông số sức kháng thủng CBR vải địa kỹ thuật bằng phương pháp ngàm kẹp

1. Chuẩn bị mẫu thử

1.1 Chọn mẫu

Phạm vi cắt chọn mẫu thử: cắt một số mẫu thử từ mỗi đoạn vải được xác định theo từng hướng. Không lấy mẫu thử trong phạm vi 1 phần 20 chiều rộng của vải hoặc 150mm tính từ mép vải (biên của cuộn vải).
Mẫu có thể được lấy từ nhà máy sản xuất, kho hoặc ở hiện trường.
Chọn mẫu thí nghiệm: Lấy một đoạn vải có chiều rộng bằng chiều khổ của cuộn vải và chiều dài khoảng 4m trong lô mẫu. Loại bỏ ≥ 2m ngoài cùng của cuộn vải.
Trong trường hợp tranh chấp, không sử dụng phần lõi cuộn để thử nghiệm.

1.2 Số lượng mẫu thử

Trên mỗi đoạn vải cắt một tập mẫu tối thiểu 5 mẫu thử.
Số lượng mẫu trong tập mẫu thử phải đạt ít nhất 95% xác suất tin cậy của kết quả thử nghiệm với giá trị không vượt quá 5% so với giá trị trung bình của mỗi đoạn vải ứng với chiều cuộn và chiều khổ.
Cắt các mẫu thử hình vuông có kích thước ≥ (250×250)mm hoặc hình tròn có đường kính >250mm.
Mẫu thử thông thường sẽ được tiến hành ở trạng thái khô. Trong một số trường hợp có yêu cầu đặc biệt, thử nghiệm có thể tiến hành trong điều kiện mẫu ở trạng thái ướt.

1.3 Xử lý mẫu thử

Mẫu thử ở trạng thái khô
Đưa các mẫu thử về sự cân bằng độ ẩm trong khí quyển để thử nghiệm. Tăng khối lượng của mẫu thử trong những lần cân liên tiếp từ 2 giờ sao cho không vượt quá 0,1% khối lượng mẫu thử là đạt yêu cầu cân bằng.
Lưu ý: Trong thử nghiệm thông thường, chỉ cần để mẫu thử ở điều kiện không khí chuẩn trong phòng nghiệm khoảng 24 giờ trước khi thử nghiệm.. Tuy nhiên, một số loại sợi xơ nhựa có tốc độ cân bằng độ ẩm chậm, khi nhận được mẫu thử còn ướt. Trạng thái này sẽ không được chấp nhận trong trường hợp tranh chấp.
Mẫu thử ở trạng thái ướt
Các mẫu thử thử nghiệm trong điều kiện ướt phải được nhúng trong nước với điều kiện nhiệt độ (21 ± 2)^oC. Mẫu thử phải được nhúng ướt hoàn toàn. Không có sự thay đổi đáng kể về độ bền hoặc độ giãn. Sau khi nhúng thêm ít nhất 2 phút để làm ướt hoàn toàn mẫu thử, có thể cho thêm tối đa 0,05% chất làm ướt trung tính không ion hóa vào nước.
Khi thử nghiệm mẫu thử ở trạng thái ướt, thời gian thử nghiệm không quá 20 phút sau khi lấy mẫu thử ra khỏi nước.

2. Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ

2.1 Thiết bị nén

Điều chỉnh thiết bị ở tốc độ (50 ± 5)mm/min và ghi lại giá trị lực nén, khoảng dịch chuyển tương ứng để vẽ đường quan hệ giữa lực nén và khoảng dịch chuyển.
Lực nén của thiết bị phụ thuộc vào loại vải địa kỹ thuật nhưng phải có thang đo lực không nhỏ hơn 20kN, dải đo 1N, độ chính xác ± 1N.
Lưu ý: Lực xuyên thủng CBR của các loại vải địa kỹ thuật rất khác nhau. Để đảm bảo xác định chính xác thông số của từng loại phải lựa chọn bộ phận đo lực của máy thử nghiệm kéo cho phù hợp nhưng không lớn hơn 100kN.
Thiết bị đo khoảng dịch chuyển phụ thuộc vào loại vải địa, nhưng phải có thang đo không nhỏ hơn 300mm, dải đo 1mm, độ chính xác dải đo ± 0,1mm.

2.2 Mũi xuyên

Mũi xuyên thử nghiệm là mũi xuyên đặc. Có độ cứng không dưới 30Hrc. Đường kính mũi 50mm. Bề mặt mũi xuyên phẳng, góc vát đầu mũi có bán kính 25mm.

2.3 Ngàm kẹp

Sử dụng ngàm kẹp dạng phẳng có tiết diện hình vành khăn. Gồm hai má kẹp: Má kẹp có đường kính trong (152 ± 1)mm, đường kính ngoài có bề rộng lớn hơn 50mm. Ngàm kẹp phải đảm bảo không bị tuột mẫu trong khi thí nghiệm.

2.4 Dụng cụ đo kích thước mẫu thử

Sử dụng các dụng cụ đo có kích thước chuẩn hoặc thước đo có độ chính xác 1mm.

2.5 Thiết bị làm ẩm

Bao gồm bể ngâm mẫu hoặc thiết bị phun tạo nước nhỏ giọt.

3. Tiến hành thử mẫu để xác định thông số CBR của vải địa

3.1 Vận hành thiết bị nén

Lắp mũi xuyên vào thiết bị nén
Điều chỉnh ngàm kẹp sao cho mũi xuyên tiếp xúc với mặt mẫu thử.
Đặt tốc độ khi nén là (50 ± 5)mm/min.
Chọn thang lực đo nằm trong khoảng từ 30% đến 90% lực nén lớn nhất xuyên qua mẫu thử.
Lưu ý: Đối với mỗi loại vải địa có lực xuyên thủng CBR khác nhau. Tùy theo loại mẫu thử mà lựa chọn loại thiết bị phù hợp.
Đặt chế độ làm việc các thiết bị tự ghi số liệu thử nghiệm.

3.2 Cách lắp mẫu thử vào ngàm kẹp

Đưa mẫu thử vào giữa chính giữa má kẹp dưới. Lắp má kẹp trên, ép hai má kẹp đủ chặt để đảm bảo không bị trượt mẫu.
Lưu ý: Má kẹp ở dưới có thể đặt lên gá mẫu.

3.3 Tiến hành thử nghiệm mẫu

Kiểm tra các bước theo thứ tự từ 3.1 đến 3.2 và cho thiết bị kéo chạy cho tới khi mẫu đứt hoàn toàn.
Lưu các số liệu thu được trong suốt quá trình thử nghiệm.
Tiếp tục lặp lại tuần tự các bước trên cho tới khi thử nghiệm hết số lượng mẫu thử.

4. Xử lý số liệu

Trước khi xử lý số liệu cần loại bỏ kết quả dị thường theo quy định của TCVN 8222:2009 và gia công lại mẫu thử.
Sau đó thực hiện xử lý số liệu theo các giá trị của mẫu riêng lẻ:

4.1 Xác định lực xuyên thủng CBR từng mẫu

Lực xuyên thủng CBR là giá trị lực nén lớn nhất (ký hiệu là PCBR) của từng mẫu, được xác định trên đường cong quan hệ giữa lực nén và khoảng dịch chuyển. Đơn vị tính là kN hoặc N (xem hình 2)

4.2 Xác định khoảng dịch chuyển của từng mẫu

Khoảng dịch chuyển (L) ứng với lực xuyên thủng CBR của từng mẫu được xác định trên đường cong quan hệ giữa lực nén và khoảng dịch chuyển. Có đơn vị là mm.

4.3 Các giá trị tiêu biểu

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

Lực xuyên thủng CBR chính xác tới 1N.
Khoảng dịch chuyển chính xác tới 1mm.

Lưu ý: Mặc dù đã được loại bỏ các kết quả dị thường. Tuy nhiên, các kết quả này cũng đều cần được ghi lại và báo cáo riêng.

Đối với mỗi tính chất, cần xác định các giá trị tiêu biểu: Giá trị trung bình; Độ lệch chuẩn; Hệ số biến thiên.

4.4 Yêu cầu thử thêm

Khả năng lặp lại kết quả
Khi hệ số biến đổi theo quy định tại 4.3 vượt quá 20% cần phải tăng số mẫu thử để thu được kết quả có giới hạn sai số cho phép theo quy định của TCVN 8222:2009.
Số lượng mẫu thử yêu cầu được tính theo TCVN 8222:2009.
Giới hạn sai số
Kiểm tra các thông số ghi nhận được theo quy định 4.3 để đảm bảo sai số thực tế không vượt quá giới hạn quy định. Sai số kết quả thử nghiệm được coi là thỏa mãn nếu số lần thử nghiệm không vượt quá kết quả thực tế.
Lưu ý: Kết quả thử nghiệm theo tiêu chuẩn này có thể so sánh với kết quả thử theo tiêu chuẩn ASTM D 6241 và ISO 12236 đối với cùng loại mẫu thử.

5. Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm bao gồm các nội dung sau:

Viện dẫn tiêu chuẩn này;
Loại mẫu thử nghiệm (vật liệu hoặc sản phẩm);
Số lượng các mẫu thử được thử nghiệm;
Trạng thái của mẫu thử nghiệm (ướt hay khô);
Kiểu, chủng loại thiết bị thử nghiệm;
Các giá trị tiêu biểu: lực xuyên thủng CBR trung bình của cuộn vải, tính bằng kN hoặc N.
Lưu ý: Khoảng dịch chuyển trung bình của cuộn vải được tính bằng mm khi có yêu cầu.
Các giá trị riêng lẻ: lực xuyên thủng CBR của các mẫu thử trong tập mẫu thử nghiệm của cuộn vải, tính bằng kN hoặc N;
Lưu ý: Khoảng dịch chuyển của các mẫu thử trong tập mẫu thử nghiệm của cuộn vải, tính bằng mm, khi có yêu cầu.
Biểu đồ quan hệ giữa lực nén và khoảng dịch chuyển của mũi xuyên;
Người thí nghiệm;
Người kiểm tra;
Ngày thí nghiệm;
Điều kiện về nhiệt độ, độ ẩm khi thử nghiệm;
Các thay đổi về điều kiện, quy trình thử so với tiêu chuẩn này (nếu có);
Thông tin về kết quả bị loại bỏ kể cả nguyên nhân không dùng các kết quả đó để đánh giá các trị số tiêu biểu;
Và một số mục khác khi có yêu cầu.

6. Lưu mẫu

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

Kết luận

Vải địa kỹ thuật có thông số lực kháng thủng CBR được xác định bằng phương pháp ngàm kẹp. Tùy vào loại vải mà chọn thiết bị đo sao cho phù hợp. Đây là thông số quan trọng được dùng để xác định khả năng kháng thủng của vải. Đặc biệt là vải được ứng dụng với các chức năng làm lớp phân cách hoặc gia cường.

Nếu có bất kỳ thắc mắc hoặc yêu cầu giải đáp. Vui lòng để lại thông tin hoặc liên hệ trực tiếp với Phú Thành Phát. Chúng tôi tự hào là đơn vị sản xuất và cung cấp vải địa kỹ thuật đạt đầy đủ các yêu cầu thông số, yêu cầu kỹ thuật cho mọi thiết kế công trình. Ngoài ra, Phú Thành Phát còn có đội ngũ chuyên gia, kỹ sư với bề dày kinh nghiệm sẽ hỗ trợ tư vấn giải pháp tối ưu và giải đáp mọi thắc mắc về địa kỹ thuật công trình chính xác nhất.

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