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石笼网动态格宾网筋材的绞边强度特性

最后更新时间:2020-11-23 05:49:24人已查看并咨询 作者:宇利石笼网

  格宾网筋材的绞边强度特性试验研究

 
  摘 要:为研究不同绞边方式及不同网孔尺寸下格宾网的绞边拉伸特性,参考欧洲标准 (ENl0223—3:1997),采用自行设计的绞边试验装置,对网孔型号为60 mm×80 mm和80 mm×100 mm的A与B两类绞边方式的格宾网片进行绞边拉伸试验,分析比较各自的力学 特性,并讨论绞边拉伸破坏的典型破坏模式.研究结果表明:与B类绞边方式相比,A类绞 边方式的格宾网片绞边拉伸强度较大;根据格宾网的破坏形态,绞边拉伸破坏可分为3种典 型破坏模式,即绞边钢丝被拉出破坏、网丝的拉断破坏以及绞边钢丝部分被拉出后网丝被拉 断破坏;绞边质量与绞合在端丝上的钢丝缠绕圈数、紧密程度有关;网孔尺寸、钢丝直径及绞 边质量均是影响格宾网的绞边拉伸力学特性的重要因素.研究结果可为加筋格宾结构物的 设计、施工提供参考.
 
  关键词:双绞合六边形钢丝网;筋材;强度特性;拉伸试验;绞边质量;破坏模式
 
  Abstract:In order to study the tensile mechanical behaviors of selvages in gabion meshes with differ— ent mesh sizes and selvage ways,a selvage stretching device was designed according tO European Standard (ENl0223—3:1997).Selvage tensile tests were carried out on the gabion meshes of 60 mm×80 mm and 80 mm×100 mm with type—A and type—B selvage ways.The mechanical behaviors of gabion meshes were ana— lyzed,and the typical failure mode of the selvage tension was discussed.The test results showed that the selvage tensile strength of the gabion mesh with type-A selvage way was greater than that of type—B.Ac— cording to the damage mode of gabion mesh,selvage tensile failure was classified into three failure modes: pull—out failure of the wire wound on the edge wire,tensile failure of mesh wire and tensile failure of mesh wire after pulling out of some enwinding wires.It is also found that selvage quality was dependent on the winding turns and compact degree of the wire wound on the edge wire.Selvage tensile mechanical charac— teristics of the gabion mesh were significantly affected by the mesh size,wire size,and selvage quality. This study is expected to provide some useful references for the design and construction of reinforced gabion
 
  格宾网挡土墙具有较强的抗压和抗剪强度,但其 抗拉强度较小,在岩土体中铺设抗拉材料,可有效改 善岩土体的抗拉特性,这就是“加筋”的概念,而起抗 拉作用的材料就是筋材.加筋土筋材以其优良的适 用性和显著的经济性得到了世界各国工程及学术界 的重视,现已广泛应用于铁路、公路、市政以及水利 等工程领域[1-6].加筋材料也从天然植物发展为高 模量的钢条、钢丝网以及各类土工合成材料等.加 筋土筋材的拉伸力学特性是工程设计中最基本的力 学指标,国内外的一些学者和单位针对加筋土筋材 的拉伸力学特性展开了大量研究,如:Perkins[7]对 各类土工合成材料进行了一系列的拉伸试验研究, 得出了土工合成材料的拉伸应力一应变关系具有热、 黏、弹塑性等特性;Parsons等口1认为土工合成材料 在拉伸过程中具有应变率相关性;李作攀等[93研究 了试样的宽度与长度对拉伸断裂强度的影响,认为 试样尺寸改变会引起拉伸过程中颈缩率的变化,试 样的长宽比越小,颈缩率越小,断裂拉伸强度越高; 李俊伟等[1 o]对土工格室HDPE片材的拉伸力学特 性进行了试验研究,试验结果表明拉伸速率对其应 力一应变关系有着较大影响,并提出了一种描述较小 应变下的应力一应变数学模型;杨广庆等[11]选取3 种不同类型的HDPE土工格栅,对其在不同拉伸速 率下的拉伸性能进行了研究;杨果林等[12]对在循环 荷载作用下的土工合成材料应力一应变特性进行了 研究,并推导了约束条件下的变形方程.此外,很多 学者对土工合成材料的蠕变特性[13叫5]也进行了研 究.以上主要是关于土工合成材料等方面的研究. 格宾网筋材作为一种新型的加筋材料,具有良好的 工程特性和价格优势[1 6|.目前关于格宾网的研究 主要集中在拉伸特性[16-1引、拉拔特性[18_1钉方面,均 未涉及到格宾网的绞边强度特性.欧洲标准 (ENl0223—3:1997)指出格宾网必须采用比网面钢 丝直径稍大的钢丝作为边端钢丝进行绞边,但欧洲 标准中并没有对绞边的具体制作要求和绞边强度的 测试方法进行说明.格宾网在制作过程中是裁剪成 片的,在施工现场铺设时需要将格宾网片拼接起来, 而格宾网片边缘的钢丝绞合缠绕在边端钢丝上,这 就使得网片末端与边端钢丝(即端丝)的连接位置成了整个格宾网的薄弱部位.可见,格宾网的绞边强 度特性尚需进行系统性研究.为此,本文以湖南省安 化至邵阳高速公路加筋格宾路堤为背景,选取不同绞边方式、不同网孔型号的格宾网片进行绞边拉伸 试验,研究格宾网的绞边拉伸特性及破坏形式.研 究成果对于加筋格宾路堤工程的修建具有重要的指 导作用,也对加筋格宾结构的深入研究具有参考意。
 
  试验装置 绞边强度是格宾网片绞合段的末端钢丝缠绕在 端丝上的抗拔强度值(图1所示为格宾网片的绞边 示意图).格宾网片的绞边拉伸试验装置不同于格 宾网片的拉伸试验装置.格宾网片拉伸试验是通过 螺栓将网片节点与夹具连接起来,而绞边强度试验 是为了测量网片的绞边强度,应充分考虑网片绞边 部分与夹具连接的特殊性.为此,参考欧洲标准 (ENl0223—3:1997)中格宾网制作要求,考虑到避免 格宾网拉伸过程中的颈缩现象(横向变形),保证拉 伸过程中绞边部位与拉伸方向垂直和试验可操作 性,采用光滑扣环扣住绞边部位的端丝进行绞边拉 伸.并考虑到对格宾网不同网孔单元试件的可测试 性,合理布置夹具上孔槽,研制了专门的绞边强度拉 伸装置.该绞边测试方法合理,具有简便、可操作性 强的特点,在未来实际应用中具有可行性.(对应的 试验装置专利号:201420386094.6)
 
  试验材料及试验过程
 
  为了得到不同网孔单元尺寸和不同绞边质量对 绞边强度特性的影响,特选取了某公司生产的2种 不同绞边质量的格宾网(双绞合六边形钢丝网)片进 行绞边试验,其中,每种绞边方式的钢丝网又分2种 网孔型号,分别为60 mm×80 ram(对应网面钢丝直 径为2.0 mm,端丝直径为2.7 mm)和80 mm×100 mm(对应网面钢丝直径为2.7 mm,端丝直径为3.4 ram)的2种网孑L,共4种组合类型网片.为方便区 分,本文规定绞边质量较好的为A类绞边方式(如 图3(a),由专业的翻边机器将网面钢丝缠绕在边端 钢丝上),绞边质量较差的为B类绞边方式(如图)
 
  (b),采用手工绞边,缠绕圈数为2圈).可以很明显 地发现两者的绞合段缠绕在端丝上的缠绕圈数有较 大差异,A类绞边方式的缠绕圈数明显多于
 
  镀高尔凡格宾网为了保证试验数据的可统计性,对上述每种组 合类型的网片均取6片进行平行试验.网孔型号为 60 mm×80 mm的网片长度和宽度分别裁取4个单 元尺寸长度和10个单元尺寸宽度;网孔型号为80 mm×100 mm的网片长度和宽度分别裁取4个单 元尺寸长度和8个单元尺寸宽度,同时保证网片的 一端必须为缠绕有网面钢丝的端丝
 
  1)对于A类绞边方式的网片绞边拉伸曲线,在 两者达到最大拉伸应力前的绞边拉伸曲线变化规律 相差不大.在初始阶段,拉力随格宾网应变增长较 为缓慢,格宾网尚处于调整过程;随着应变的继续增 加,拉力增长速度加快且呈线弹性;在达到最大拉伸 应力前,拉伸曲线多处出现锯齿形,说明在拉伸过程 中格宾网片内钢丝在不断地进行应力调整;两者的 最大负荷下伸长率相差不大,约为16%,曲线1对 应的最大拉伸应力小于曲线2的最大拉伸应力,原 因是曲线1对应的格宾网片发生了绞边破坏,缠绕 在端丝上的钢丝被拉出,而曲线2对应的格宾网片 为网片内的斜向钢丝被拉断破坏.此外,曲线2对 应的拉伸应力达到最大值之后并没有迅速减小,反 而能够继续保持较大的拉伸应力,这是因为网片内 钢丝发生断裂后,网片内发生了拉力重分配,且网片 内存在应力集中现象,部分钢丝没有达到最大拉伸 强度,能够继续承受一定的拉力,故网片能够在伸长 率增加的情况下继续维持较高的拉伸应力. 伸长率/’% a)网孔型号60 mm×80 mm 伸长率/% (b)网孔型号80 mmXl00 mm 图4格宾网绞边拉伸试验典型曲线 Fig.4 Typical selvage tensile curves of gabion meshes
     
       2)对于B类绞边方式的网片绞边拉伸曲线,两 者的绞边拉伸曲线差异较大.由于B类绞边质量较 差,缠绕不够紧密,均发生了绞边破坏,即绞边钢丝 被拉出,而绞边质量存在随机性,导致拉伸曲线存在 差异性,进而导致最大拉伸力不同.
     
       3)A类绞边方式的格宾网片绞边拉伸强度大 于B类绞边方式的格宾网片绞边拉伸强度,这是由 于A类绞边方式的格宾网片钢丝在端丝上的缠绕 圈数和紧密程度都高于B类绞边方式的格宾网.与 B类绞边方式相比,A类绞边方式的最大负荷下伸 长率较大.说明绞边质量较好的格宾网用于加筋构 筑物中,在维持荷载的同时,具有承受较大变形的 能力.

       4)为保证格宾网片的平整性及网片与夹具紧 密接触,对格宾网片施加了一定的预拉力,故伸长率 为0时,格宾网拉力并不为0;在应变较小的范围 内,2种绞边方式的格宾网拉伸曲线的斜率大致相 等,即割线模量在拉伸的初始阶段可认为相同;但当 应变进一步增大时,不同绞边方式的格宾网片拉伸 曲线差异较大.可见,格宾网的拉伸力学性能与绞 边质量关系密切.

      (b)所示为不同绞边方式的格宾网片(网孔 型号80 mm×100 mm)的典型绞边拉伸曲线.由图 可知:

      1)对于A类绞边方式的网片绞边拉伸曲线,在 两者达到最大拉伸应力前的绞边拉伸曲线变化规律 也具有一致性.在初始阶段,拉伸曲线变化与网孔 型号60 mm×80 mm的格宾网片拉伸曲线变化情 况相同,在伸长率达到7%之后呈线弹性;曲线1的 最大拉伸应力是曲线2的最大拉伸应力的1.3倍, 曲线1对应的格宾网片表现为很明显的网片内多根 斜向钢丝连续拉断破坏,曲线2对应的格宾网片发 生的是缠绕在端丝上的绞边钢丝逐根被拉出破坏, 表现出位移破坏特征.

       2)对于B类绞边方式的网片绞边拉伸曲线,格 宾网片均表现为绞边钢丝的拉出破坏,但由于绞边 质量的随机性,两者的绞边拉伸曲线差异也较大,曲 线3对应的最大拉伸应力约为曲线4对应的最大拉 伸应力的2倍,进一步说明绞边强度与绞合在端丝 部分的网丝缠绕圈数、紧密程度相关.并且随着绞 边质量的提高,格宾网片绞边拉伸过程中的绞边拉 伸曲线会逐渐向网片的拉伸曲线转变.

       3)与B类绞边方式相比,A类绞边方式的格宾 网片绞边拉伸强度较大;两者的最大负荷下伸长率 均较大,约为15%

 

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河道石笼网施工前应该注意什么

河道石笼网施工前应该注意什么
 
河道石笼网施工前准备 ⑴在格宾挡墙施工前,应首先深入研究项目的合同及设计文件,并依据此编制施工组织设计。
 
 ⑵应进行实地勘察,包括地质及水文勘察,根据施工场地的实际情况来合理安排施工计划及进度。
 
 ⑶实地勘察后就应做好详细的技术准备,并对场地做好“四通一平”、临时建设等准备工作。
 
 ⑷施工单位必须根据设计文件,对有关数据、资料及施工图中的几何尺寸进行检验。
 
 ⑸施工单位应安排***人员进行工程测量,并及时提供及分析实测资料。
 
用途
 
该结构可用于边坡支护、基坑支护、山体岩面挂网喷浆、边坡 植生(绿化)、铁路高速公路隔离护拦网,它还能制成箱笼、网垫,用于江河、堤坝及海塘的防冲刷保护以及水库、河流截流用网箱。
 
●控制和引导河流及洪水
 
河流***严重灾害是水流冲刷河岸使其破坏,引发的洪水泛滥,导致生命财产遭受大量损失和大量水土流失。因此在处理上述问题时,格该生态格网结构应用成为***佳的解决方案***,它能使河床河岸得到***性保护。
 
●渠道运河河床
 
渠道的修建,涉及到边坡及河床的稳定。因此选用生态格网结构,是百年来的许多天然河流改造和人工渠道开挖所采用的主要方法。它可对河岸或河床起到有效的***性保护,他还有控制水的流量,防止水流失的功能特别是在环境保护和水质保持上,具有***的功效。
 
●护岸护坡
 
生态格网结构应用与江河护岸和其坡脚防护方面是非常成功的范例,它充分发挥了的生态格网的优点,达到其他方法无法实现的理想效果
 
透水功能也是石笼网在使用的时候的一个亮点,首先在进行堆砌的时候,网箱都是用来当成是昂挡土墙和护坡来进行铺设的,在网箱里面有很多的填充物,这些填充物都是一些松散的物质,所以空隙有很多利于排水。
 别的国家现在不敢说,但是在中国,生态建设***是一件大事,而且是一件非常重要的事情,在我们国家每年在生态建设上面的研究是非常的多的,这些研究和建设都让我们国家的生态环境在不断地发展着,自从有了石笼网以后,各种各样的优势也已经逐渐的明显了起来。

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护岸石笼网

护岸石笼网
石笼网为什么是护坡护岸的最好选择:
石笼 网的空隙较大,所以常常在石笼网空隙覆土 或填塞缝隙, 经过微生物及各种生物的作用,形成了松软且富含 营养成分的表土,有利于植物生长。形成良好的生态环境。 (2)其次石笼网还具有较强的透水性。在石笼网内填充石块等物体料多为松散体,存在很多的孔隙,这样就具有了透水性,可以充分保证河岸与河流水体之间的水分交换和调节功能,滞洪补枯、调节水位,增强水体的自净能力,有利于砌体后土壤中孔隙水的排出,从而减少墙体后的地下水压力。同时,地表水一旦入渗墙后土中,则可以通过砌体较快地排出,有效降低地下水位。 (3)石笼网还有较好的抗冲性。石笼网要应用在河岸,海边堤坡防护长期经受风浪拍打侵蚀但石笼防护工程的防冲系数是一般抛石防护工程防冲系数的两倍,石笼护垫防护工程中的块石即使产生位移,此时变形后的护垫结构将调整,达到新的平衡,而整体不会遭到破坏,从而有效保护岸坡土壤不遭破坏。因此安全系数高。 (4)较好的防浪性。由于石笼内填块石存在一定空隙,风浪、浪峰上拍时,浪花被粉碎,减小了浪压的冲击力,风浪、浪峰退下时,因石笼网有空隙,破坏了风浪的真空吸力,又减小了对防护工程的破坏力度,加之整体结构可在风浪力作用时进行微调,避免了墙身出现裂缝的缺点。 (5)较好的柔韧性。石笼网的原材料可采用涂膜热镀锌低碳钢丝,构成网格的钢丝有一定的强度,不易被拉断,石笼整体强度较高。低碳钢丝承受适度的变形特点,可以将全部工程连成整体,不需分缝,即使由于某种原因使结构中断裂一根网丝,也不会影响结构的整体性。特别在受地基土沉陷或墙后土有小的变形影响时,结构能进行自身适应性的微调,不会因不均匀沉陷而产生沉陷缝等,整体结构不会遭到破坏。

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