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)。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(42077262, 42077261, 41972294)的资助。相关研究成果均发表在中科院一区Top期刊Geotextiles and Geomembranes上,博士研究生赵阳为论文第一作者,卢正研究员为通讯作者。
论文链接:
1、 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0266114421000145
2、 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0266114421000844
图1 新型土工格室片材扫描电镜图
图2 新型土工格室片材与高密度聚乙烯抗拉性能对比
图3 40%荷载水平下SIM蠕变曲线
图4 40%荷载水平下蠕变主曲线