Vải Địa Kỹ Thuật – Phương Pháp Thử – Phần 3: Xác Định Lực Xuyên Thủng CBR TCVN 8871-3:2011
1. Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định lực xuyên thủng CBR của vải địa kỹ thuật.
2. Tài liệu viện dẫn
TCVN 8222:2009, Vải địa kỹ thuật – Quy định chung về lấy mẫu, thử mẫu và xử lý thống kê.
3. Thuật ngữ và định nghĩa
3.1. Vải địa kỹ thuật (Geotextile): Vải địa kỹ thuật (ĐKT) là loại vải được sản xuất từ polyme tổng hợp, có chức năng gia cố, phân cách, bảo vệ, lọc, tiêu thoát nước, và được sử dụng cùng các vật liệu khác trong xây dựng công trình.
3.2. Vải ĐKT không dệt (Non-Woven Geotextile): Vải ĐKT không dệt gồm các sợi vải phân bố ngẫu nhiên, liên kết với nhau bằng phương pháp xuyên kim, ép nhiệt hoặc bằng chất kết dính hóa học.
3.3. Vải ĐKT dệt (Woven Geotextile): Vải ĐKT dệt được sản xuất theo phương pháp dệt, với các sợi vải được sắp xếp theo hai phương vuông góc với nhau.
3.4. Vải ĐKT phức hợp (Composite Geotextile): Vải ĐKT phức hợp là loại vải kết hợp các bó sợi polyester có cường độ chịu kéo cao với lớp vải không dệt có khả năng thấm nước tốt.
3.5. Lực xuyên (Puncture): Lực xuyên là lực nén 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.
3.6. Lực xuyên thủng CBR (CBR Puncture): 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.
4. Nguyên tắc
Mẫu thử được kẹp giữa ngàm kẹp hình vành khăn trên thiết bị thử nghiệm. Mũi xuyên đường kính 50 mm được nén với tốc độ không đổi vào giữa mẫu thử cho đến khi xuyên qua mẫu. Lực xuyên thủng CBR được xác định là giá trị lực nén lớn nhất trong quá trình này.
Chú thích: Thí nghiệm không áp dụng cho vải ĐKT gia cường có cường độ chịu kéo cao hơn 70 kN/m, lưới địa kỹ thuật, hoặc vải ĐKT có kích thước lỗ hổng lớn hơn 1,0 mm.
5. Điều kiện phòng thử nghiệm
Thí nghiệm được tiến hành trong điều kiện không khí có độ ẩm tương đối 65 ± 5% và nhiệt độ 21 ± 2°C.
6. Mẫu thử
6.1. Chuẩn bị mẫu thử
6.1.1. Lấy mẫu và lựa chọn
Lấy mẫu: Lấy một đoạn vải từ mỗi cuộn vải trong lô mẫu, chiều rộng chiếm hết khổ cuộn và chiều dài khoảng 4 m.
Lựa chọn mẫu thử: Cắt một số mẫu thử từ mỗi đoạn vải, không lấy mẫu thử trong phạm vi 1/20 chiều rộng vải hoặc 150 mm từ mép vải.
6.1.2. Số lượng mẫu thử
Quy định thông thường: Trên mỗi đoạn vải cắt một tập mẫu tối thiểu 5 mẫu thử.
Khi có tranh chấp: Số lượng mẫu thử sao cho có thể đạt 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.
6.1.3. Gia công mẫu thử
Kích thước mẫu thử: Mẫu thử hình vuông kích thước không nhỏ hơn (250 x 250) mm hoặc hình tròn có đường kính không nhỏ hơn 250 mm.
6.2. Mẫu thử thông thường
Mẫu thử thông thường được tiến hành ở trạng thái khô. Khi có yêu cầu, thử nghiệm có thể tiến hành trong điều kiện mẫu ướt.
6.3. Xử lý mẫu thử
6.3.1. Mẫu ở trạng thái khô Đưa mẫu thử về sự cân bằng độ ẩm trong khí quyển thử nghiệm. Sự cân bằng đạt khi độ tăng khối lượng của mẫu thử trong những lần cân liên tiếp với khoảng thời gian không dưới 2 giờ không vượt quá 0,1% khối lượng của mẫu thử.
Chú thích: Trong thử nghiệm thông thường, mẫu thử cần được để trong điều kiện không khí chuẩn khoảng 24 giờ trước khi thử nghiệm.
6.3.2. Mẫu ở trạng thái ướt Mẫu thử được ngâm trong nước có nhiệt độ duy trì ở 21 ± 2°C đủ thời gian để làm ướt hoàn toàn. Thời gian thử nghiệm không quá 20 phút sau khi lấy mẫu thử ra khỏi nước.
7. Thiết bị, dụng cụ
7.1. Thiết bị nén
Tốc độ nén: 50 ± 5 mm/phút.
Thang đo lực: Không nhỏ hơn 20 kN, độ chính xác ± 1 N.
Thang đo khoảng dịch chuyển: Không nhỏ hơn 300 mm, độ chính xác ± 0,1 mm.
7.2. Mũi xuyên
Mũi xuyên đặc; độ cứng không dưới 30 Hrc; đường kính 50 mm; bề mặt phẳng; góc vát đầu mũi bán kính 25 mm.
7.3. Ngàm kẹp
Ngàm kẹp dạng phẳng có tiết diện hình vành khăn, đường kính trong 152 ± 1 mm, đường kính ngoài đảm bảo phần kẹp mẫu có bề rộng lớn hơn 50 mm.
7.4. Dụng cụ đo kích thước
Sử dụng các dưỡng mẫu có kích thước chuẩn hoặc thước đo chính xác 1 mm.
7.5. Thiết bị làm ẩm
Bể ngâm mẫu hoặc thiết bị phun tạo nước nhỏ giọt.
8. Cách tiến hành
8.1. 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 nén là 50 ± 5 mm/phút.
Chọn thang lực đo nằm trong khoảng từ 30% đến 90% lực nén lớn nhất xuyên qua mẫu thử.
Chú thích: Đối với mỗi loại vải ĐKT, lực xuyên thủng CBR khác nhau, cần lựa chọn thang lực nén phù hợp.
8.2. Cách lắp mẫu thử vào ngàm kẹp
Đưa mẫu thử vào giữa má kẹp dưới, lắp má kẹp trên, ép đủ chặt để mẫu không trượt hoặc hư hại trong quá trình nén.
8.3. Tiến hành thử
Kiểm tra thứ tự từ 8.1 đến 8.2 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.
Lặp lại tuần tự các bước trên cho tới khi thử nghiệm hết số lượng mẫu thử.
9. Tính toán
9.1. Loại bỏ kết quả dị thường
Theo quy định của TCVN 8222:2009 và gia công lại mẫu thử.
9.2. Tính các giá trị của mẫu riêng lẻ
9.2.1. Lực xuyên thủng CBR: Giá trị lực nén lớn nhất (PCBR) của từng mẫu.
9.2.2. Khoảng dịch chuyển: Khoảng dịch chuyển (L) ứng với lực xuyên thủng CBR của từng mẫu.
9.3. Tính giá trị trung bình
Tính trung bình ( ) và độ lệch chuẩn (σ) của giá trị lực xuyên thủng CBR.
Điều kiện thử nghiệm (trạng thái mẫu thử, tốc độ nén).
Lực xuyên thủng CBR (từng giá trị, giá trị trung bình, độ lệch chuẩn).
Đánh giá kết quả thử nghiệm so với yêu cầu kỹ thuật của loại vải ĐKT.
Chữ ký người thực hiện và xác nhận của đơn vị thử nghiệm.
11. Lưu mẫu
Mẫu thử sau khi thử nghiệm phải được lưu giữ ít nhất 3 tháng kể từ ngày báo cáo thử nghiệm.
Trên đây là quy trình xác định lực xuyên thủng CBR theo TCVN 8871-3:2011. Quy trình này đảm bảo độ chính xác và tính khách quan của kết quả thử nghiệm lực xuyên thủng đối với vải địa kỹ thuật, từ đó hỗ trợ cho các công tác nghiên cứu và ứng dụng trong xây dựng công trình.
