作者:荆淮侨 来源:中国科学报 发布时间:2022/1/18 15:38:18
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武汉岩土所新型土工格室材料研发取得进展

 

土工格室是一种三维蜂窝立体结构状土工合成材料,自上世纪70年代研发以来,土工格室在加固路面基层、软基处理、加筋挡墙等工程中得到了广泛应用。目前商用土工格室原材料多为高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)和聚酯(PET)。三者各有利弊,HDPE和PP材料的抗拉及抗蠕变性能较差,PET材料耐碱性差、易水解,适用性受限。目前国内外研究人员均研发出不同的节点形式,用以改进土工格室。但在服役状态下,格室片材的长期变形才是决定工程服役年限的关键性因素。

因此,为提高土工格室片材的抗拉及抗蠕变性能,中国科学院武汉岩土力学研究所路基工程学科方向组对HDPE原材料进行了改性实验,通过添加工程塑料和相容剂,使用双螺杆挤出机进行格室片材的制作,研发出聚合物共混型土工格室(PBG)。相关研究成果近期在期刊Geotextiles and Geomembranes上发表

在研发过程中,使用了SEM对聚合物的相容性进行分析,筛选出三种最佳配比。随后,将PBG与HDPE土工格室进行了抗拉及抗蠕变测试,其中,蠕变实验采用了ASTM D6992的等温阶梯法(SIM),实现了对格室片的加速蠕变实验,可成功预测材料寿命至50年以上。实验结果表明,这种新型土工格室材料的抗拉性能和抗蠕变性能显著增强,而其成本仅提高10%~20%。在工程应用中,可根据工程等级选择合适的聚合物配比,显著提高加筋土结构的强度及稳定性,延长其服役年限。

研究工作得到了国家自然科学基金的资助。武汉岩土所博士研究生赵阳为论文第一作者,研究员卢正为通讯作者。

相关论文信息:

1、 https://doi.org/10.1016/j.geotexmem.2021.01.005

2、https://doi.org/10.1016/j.geotexmem.2021.08.002

 

 
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