塑料土工格栅是一种应用于土木工程的材料,因其耐长期蠕变性能好,抗拉强度高等优点,广泛的应用在道路、软土地基加固、加强筋支挡等工程当中。塑料土工格栅的应用广泛,生产量十分可观,但在国内塑料土工格栅的生产技术还没有系统的理论指导。在实际生产中要得到生产工艺不仅要考虑格栅的拉伸强度、伸长率等拉伸性能,还要考虑格栅的成型外观、控制生产工艺的难易程度及生产成本等问题,所以对塑料土工格栅的生产工艺进行研究具有重要的意义。

本文通过实验和有限元模拟两种方法分别对影响塑料土工格栅使用性能的生产因素进行了研究,总结分析了这些因素的作用机理。对于单向拉伸塑料土工格栅,利用单一变量实验及正交实验,研究了孔的间距、孔径大小、孔的形状及板材厚度对格栅拉伸性能的影响,结果表明这四种因素对格栅的性能具有不同的作用,在影响格栅拉伸性能的同时,也对格栅的缩幅率等外观成型质量有很大的影响。

对于双向拉伸塑料土工格栅,利用单一变量实验,研究了孔的间距,孔的大小对双向格栅拉伸性能的作用,结果表明在相同拉伸长度、速度及温度条件下,前后两次拉伸方向上格栅的性能有所差异,间距和孔径大小对双向拉伸格栅有着不同的作用,同时发现间距与孔径的比值对格栅拉伸性能及外观成型质量的影响作用,可通过控制间距/孔径的值来改进生产工艺。后采用有限元模拟软件对单向和双向两种塑料格栅的不同模型的成型过程进行了模拟分析。

分析了不同孔的间距、孔的大小、孔的形状及板材厚度条件下,格栅在拉伸过程中的应力、应变分布规律及横截面积变化情况,解释说明各个因素对格栅性能的具体作用。