Geotextile – Phương Pháp Thử Nghiệm – Phần 4: Xác Định Lực Kháng Xuyên Thủng Thanh

Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn TCVN 8871-4:2011 quy định phương pháp xác định lực kháng xuyên thủng thanh của vải địa kỹ thuật. Đây là một tiêu chuẩn quan trọng trong việc đánh giá chất lượng và độ bền của các loại vải địa kỹ thuật trong xây dựng và kỹ thuật công trình.

Tài liệu viện dẫn

TCVN 8222:2009, Vải địa kỹ thuật – Quy định chung về lấy mẫu, thử mẫu và xử lý thống kê.

Thuật ngữ và định nghĩa

Vải địa kỹ thuật (geotextile): Là loại vải được sản xuất từ polyme tổng hợp, có khổ rộng, dạng dệt, không dệt hoặc phức hợp. Vải địa kỹ thuật có chức năng gia cố, phân cách, bảo vệ, lọc, và tiêu thoát nước, được sử dụng cùng với các loại vật liệu khác như đất, đá, bê tông trong xây dựng công trình.
Vải địa kỹ thuật không dệt (non-woven geotextile): Là loại vải gồm các sợi vải phân bố ngẫu nhiên và liên kết với nhau bằng các phương pháp như xuyên kim (needle punched), ép nhiệt (heat bonded) hoặc chất kết dính hóa học (chemical bonded).
Vải địa kỹ thuật dệt (woven geotextile): Là loại vải được sản xuất theo phương pháp dệt, trong đó các sợi vải hoặc bó sợi được sắp xếp vuông góc với nhau.
Vải địa kỹ thuật phức hợp (composite geotextile): Là loại vải được kết hợp bởi các bó sợi polyester có cường độ chịu kéo cao và một lớp vải không dệt có khả năng thấm nước tốt.
Lực xuyên (puncture load): Là lực ấn (nén) của mũi xuyên lên mặt mẫu thử, tính bằng Newton (N), nhận được trong quá trình ấn mũi xuyên cho đến khi xuyên qua mặt mẫu thử.
Lực kháng xuyên thủng thanh (puncture resistance): Là lực ấn lớn nhất, tính bằng Newton (N), nhận được trong quá trình ấn mũi xuyên cho đến khi xuyên qua mặt mẫu thử.

Nguyên tắc

Mẫu thử được kẹp giữa ngàm kẹp hình vành khăn trên thiết bị thử nghiệm nén. Mũi xuyên có đầu phẳng và tiết diện hình tròn đường kính (8 ± 0,01) mm 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. Giá trị lực kháng xuyên thủng thanh được xác định là giá trị lực xuyên lớn nhất trên đồ thị quan hệ giữa lực ấn và khoảng dịch chuyển.

Điều kiện phòng thử nghiệm

Thử nghiệm được tiến hành trong điều kiện không khí có độ ẩm tương đối (65 ± 5) % và nhiệt độ (21 ± 2)°C.

Mẫu thử

Chuẩn bị mẫu thử

Lấy mẫu và lựa chọn: Lấy một đoạn vải có chiều rộng chiếm hết chiều khổ của cuộn vải và chiều dài khoảng 4,0 m từ mỗi cuộn vải. Loại bỏ không nhỏ hơn 2 m phần vải ngoài cùng của cuộn vải.
Số lượng mẫu thử: Cắt ít nhất 5 mẫu thử từ mỗi đoạn vải.

Mẫu thử thông thường

Mẫu thử được tiến hành ở trạng thái khô. Khi có yêu cầu, thử nghiệm có thể tiến hành trong điều kiện mẫu ở trạng thái ướt.

Xử lý mẫu thử

Mẫu ở trạng thái khô: Đưa mẫu thử về sự cân bằng độ ẩm trong khí quyển để thử nghiệm.
Mẫu ở trạng thái ướt: Mẫu thử được nhúng trong nước có nhiệt độ duy trì ở (21 ± 2)°C và thử nghiệm không quá 20 phút sau khi lấy ra khỏi nước.

Thiết bị, dụng cụ

Thiết bị nén: Điều chỉnh tốc độ (300 ± 5) mm/min, ghi được giá trị lực nén và khoảng dịch chuyển.
Mũi xuyên: Đường kính mũi (8 ± 0,01) mm, bề mặt mũi xuyên phẳng, góc vát đầu mũi 45°.
Ngàm kẹp: Dạng phẳng, tiết diện hình vành khăn, đảm bảo mẫu thử không bị tuột khi thí nghiệm.
Dụng cụ đo kích thước: Thước đo có độ chính xác 1 mm.
Thiết bị làm ẩm: Bể ngâm mẫu hoặc thiết bị phun tạo nước nhỏ giọt.

Cách tiến hành thử nghiệm

Vận hành thiết bị nén: Lắp mũi xuyên vào thiết bị nén, điều chỉnh ngàm kẹp, đặt tốc độ nén và chọn thang lực đo.
Lắp mẫu thử vào ngàm kẹp: Đưa mẫu thử vào giữa ngàm kẹp, lắp má kẹp trên, ép chặt để đảm bảo không trượt.
Tiến hành thử: Kiểm tra thiết bị và cho thiết bị chạy cho tới khi mẫu đứt hoàn toàn, lưu số liệu thu được.

Tính toán và báo cáo kết quả

Loại bỏ kết quả dị thường: Theo quy định của TCVN 8222:2009.
Xác định giá trị lực kháng xuyên thủng thanh: Giá trị lực nén lớn nhất (PT) của từng mẫu.
Các giá trị tiêu biểu: Giá trị trung bình, độ lệch chuẩn, hệ số biến thiên.

Yêu cầu thử thêm

Khi hệ số biến đổi vượt quá 20 %, cần tăng số mẫu thử để thu được kết quả chính xác.

Lưu mẫu

Diện tích mẫu lưu: Không nhỏ hơn 1 m².
Điều kiện lưu mẫu: Theo quy định của TCVN 8222:2009.
Thời gian lưu mẫu: Tối thiểu 28 ngày.

Kết luận

Việc xác định lực kháng xuyên thủng thanh của vải địa kỹ thuật theo TCVN 8871-4:2011 là một phương pháp quan trọng để đảm bảo chất lượng và độ bền của vật liệu trong xây dựng. Việc tuân thủ đúng quy trình thử nghiệm và điều kiện thử sẽ đảm bảo kết quả chính xác và đáng tin cậy.