يُعدّ سلوك الزحف الشدّي والتمزق الزحفي للمواد الجيوسينثيتيكية عاملاً هاماً في تقييم أدائها على المدى الطويل، لا سيما عند استخدامها كعناصر تقوية أو عناصر حاملة للأحمال في المنشآت الجيوتقنية والهندسية المدنية. تحت تأثير أحمال الشد المستمرة، قد تتعرض المواد الجيوسينثيتيكية لتشوه تدريجي مع مرور الوقت، وفي بعض الحالات، قد تتعرض في النهاية للتمزق الزحفي. لذلك، يُعدّ اختبار الزحف الشدّي المعياري ضرورياً لتقييم قوتها على المدى الطويل، وخصائص تشوهها، وموثوقيتها الإنشائية.

تُقدّم هذه المقالة شرحاً لتحضير العينات، وإجراءات الاختبار، ومتطلبات كتابة تقرير الاختبار لاختبار الزحف الشدّي والتمزق الزحفي للمواد الجيوسينثيتيكية. كما تُقدّم إرشادات عملية حول تحضير العينات، وظروف التحميل، وجمع البيانات، وتقييم نتائج الاختبار، وإعداد التقرير، مما يُساعد المختبرات والمهندسين على إجراء اختبارات موثوقة وقابلة للتكرار وفقاً لمعايير الاختبار ذات الصلة.

أولاً: تحضير العينة

1. أخذ العينات: يتم أخذ العينات وفقًا لأحكام هذه المواصفة T 1101-2006.

2. عدد العينات

(1) لتحديد خصائص الزحف الشدّي: 4 عينات؛

(2) لتحديد مقاومة التمزق الزحفي الشدّي: 12 عينة؛

(3) لتحديد مقاومة الشد: وفقًا لأحكام هذه المواصفة T1121.

ملاحظة: في حال استخدام عينات بعرض تمثيلي لتحديد خصائص الزحف الشدّي ومقاومة التمزق الزحفي الشدّي، يجب مراعاة عدد العينات عند تقطيعها.

3. أبعاد العينة

3.1 تحديد أبعاد العينة

(1) يجب أن تتوافق أبعاد العينة مع أبعاد جهاز الاختبار.

(2) يجب أن تكون أبعاد العينة مناسبة لدقة جهاز القياس المستخدم.

(3) تُحدد أبعاد العينة وفقًا للعرض التقني النموذجي.

(4) يجب التأكد من أن المسافة بين كل من نقطتي القياس المرجعيتين اللتين تحددان طول القياس والمقابض لا تقل عن 20 مم.

3.2 الحد الأدنى لطول العلامات على العينات

(1) لا يقل عن 200 مم؛

(2) بالنسبة للشبكات الجيولوجية، لا يقل عن شبكتين كاملتين؛

(3) بالنسبة لجميع العينات، يجب ألا تتجاوز دقة قياس طول العلامات ±0.1%.

3.3 عرض العينة

(1) بالنسبة للمنتجات التي تُظهر انكماشًا جانبيًا كبيرًا (≥10%) عند اختبارها وفقًا للمواصفة T 1121، يجب أن يكون عرض العينة 200 مم؛

(2) بالنسبة للشبكات الجيولوجية: ثلاث وحدات كاملة على الأقل؛

(3) بالنسبة لجميع المنتجات الأخرى: عرض واحد يُمثل المنتج فنيًا.

ملاحظة: يؤثر حجم العينة بشكل أساسي على جدوى الاختبار ودقته؛ ويعتمد الحمل المطلوب على عرض العينة.

4. تهيئة العينة وضبط ظروفها: يتم ذلك وفقًا للمادة 5 من هذه المواصفة T 1101-2006.

ثانياً: إجراء الاختبار

1. تحديد خصائص الزحف الشدّي

في ظل ظروف محددة من درجة الحرارة والرطوبة، يُطبَّق حمل ثابت على العينة. يُوزَّع الحمل بانتظام على كامل عرض العينة. يُسجَّل استطالة العينة باستمرار أو على فترات زمنية محددة، ويُحافظ على الحمل لمدة 1000 ساعة. إذا انكسرت العينة في أقل من 1000 ساعة، يُسجَّل وقت الكسر.

1.1 تحديد خصائص الشدّ للعينة لعرضها وفقًا لأحكام هذه المواصفة T 1121، بما في ذلك مقاومة الشدّ، والاستطالة عند الكسر، ونسبة انخفاض القطر في الاتجاه العرضي.

1.2 تحديد مقاومة الشدّ والاستطالة عند الكسر لعينة ذات عرض نموذجي وفقًا لأحكام هذه المواصفة T 1121. عند الضرورة، يُقيَّم مدى صلاحية العينة ذات العرض النموذجي المستخدمة، كما هو مُفصَّل في أمثلة الحساب في الملاحظات التوضيحية.

1.3 بعد تحديد نقاط مرجعية على العينة وفقًا لطول العلامة المطلوب في البند 3.2 من هذه الطريقة، ثبّت العينة على جهاز التثبيت.

1.4 طبّق شدًا مسبقًا يساوي 1% من قوة الشد، مُقاسًا بالكيلو نيوتن/متر.

1.5 حدد طول العلامة كطول العلامة الابتدائي، بدقة ±0.1%.

1.6 إذا لزم الأمر، ثبّت جهاز قياس الاستطالة، واضبط قيمة الاستطالة الابتدائية على الصفر.

1.7 اختر أربعة أحمال من النطاق التالي للاختبار:

تم تطبيق قوة شد بنسب 10%، 20%، 30%، 40%، 50%، و60% على أربع عينات. تم تطبيق أربعة أحمال مختلفة على كل عينة، مع مدة تحميل لا تتجاوز 60 ثانية.

1.8 زمن القياس

تُعتبر نهاية التحميل نقطة الصفر للاختبار. قِس التغير في طول القياس عند الفترات الزمنية المحددة التالية، بدقة ±1%:

1، 2، 4، 8، 15، 30، و60 دقيقة

2، 4، 8، و24 ساعة

3، 7، 14، 21، و42 يومًا

٢. تحديد تمزق الزحف الشدّي

في ظل ظروف درجة الحرارة والرطوبة المحددة، يُطبَّق حمل ثابت على العينة، موزعًا بانتظام على كامل عرضها. ويستمر تطبيق الحمل حتى تمزق العينة. يسجل نظام التوقيت زمن التمزق، ويتوقف عند حدوث التمزق.

٢.١ تحديد خصائص الشد للعينة عند عرضها الكامل وفقًا للمواصفة T 1121 من هذه المواصفة، بما في ذلك مقاومة الشد، والاستطالة عند الكسر، والانكماش العرضي للعينة.

2.2 حدد مقاومة الشد والاستطالة عند الكسر للعينة ذات العرض التقني النموذجي وفقًا للمواصفة T 1121 من مواصفات الاختبار هذه. إذا لزم الأمر، قيّم صلاحية العينة عند العرض التقني النموذجي المستخدم.

2.3 ثبّت العينات على جهاز التثبيت.

2.4 اختر أربعة مستويات تحميل تتراوح من 30% إلى 90% من مقاومة الشد للعينة للاختبار. طبّق مستوى تحميل واحد على ثلاث عينات، ليصبح المجموع 12 عينة مختبرة. نقطة الصفر للاختبار هي نهاية فترة التحميل.

ملاحظة: اختر أربع فترات زمنية لوغاريتمية متساوية التباعد، مثل ١٠٠ ساعة، ٥٠٠ ساعة، ٢٠٠٠ ساعة، و١٠٠٠٠ ساعة. قدّر مستوى الحمل الذي قد يتسبب في فشل الاختبارات الثلاثة المتوازية عند ١٠٠ ساعة. بناءً على هذه النتيجة، قدّر الحمل الذي قد يتسبب في الفشل عند ٥٠٠ ساعة. ثم قدّر مستويي الحمل الآخرين.

٢.٥ سجّل وقت حدوث تمزق الزحف.

٣. متطلبات استخدام عينات ذات عرض تقني تمثيلي

عند استخدام عينات ذات عرض تقني تمثيلي أقل من ٢٠٠ مم، من المهم تحديد عرض العينة بدقة.

3.1 عينات شبكات التربة والشبكات الجيوتقنية

يجب أن تستوفي العينات ذات العرض التقني التمثيلي لشبكات التربة والشبكات الجيوتقنية المتطلبات التالية:

يتم تحديد قوة الشد والاستطالة للعينات ذات العرض الكبير وفقًا للمواصفة T 1121. ثم تُجهّز عينات ذات عرض مخفّض، ويتم قياس قوة الشد والاستطالة لها. ويمكن اعتبار العينة ذات العرض المخفّض ذات عرض تقني تمثيلي عند استيفاء الشرطين التاليين:

ألا يتجاوز الانحراف في قوة الشد ±5%؛

ألا يتجاوز الانحراف في الاستطالة ±20%.

عند حساب قوة الشد، يجب تحديد عدد عناصر الشد لكل متر من العرض. ضع أكبر مساحة ممكنة من عرض لفة العينة على سطح مستوٍ. باستخدام مسطرة لا يقل طولها عن 1.5 متر، قِس العرض المقابل لعناصر الشد ضمن مسافة متر واحد تقريبًا، ويرمز لها بـ W. احسب عدد عناصر الشد لكل متر من العرض بناءً على العدد المقاس، لأقرب 0.1 عنصر. سجّل أيضًا عدد عناصر الشد على العينة. (انظر المثال 1 في الملاحظات التوضيحية لمزيد من التفاصيل).

3.2 تحديد العرض التقني التمثيلي للمنسوجات الجيوتقنية

يتم تجهيز عينات بعرض موسّع أقل من 200 مم وأكبر من 50 مم. ويتم تحديد قوة الشد والاستطالة لكل من العينات ذات العرض الكبير والعينات ذات العرض المخفّض وفقًا لأحكام T 1121 من هذه المواصفة، ثم يتم حساب قوة الشد والاستطالة للعينات ذات العرضين.

إذا استوفت العينة ذات العرض الموسّع في الوقت نفسه الشرطين التاليين، فيمكن اعتماد هذا العرض باعتباره العرض التقني التمثيلي:

ألا يتجاوز الانحراف في قوة الشد ±5%؛

ألا يتجاوز الانحراف في الاستطالة ±20%.

(راجع المثال 2 في الملاحظات التوضيحية لمزيد من التفاصيل.)

ثالثًا: تقرير الاختبار. يجب أن يتضمن تقرير الاختبار ما يلي:

(1) اسم العينة ومواصفاتها ووصف حالتها؛

(2) تاريخ بدء الاختبار وتاريخ انتهائه؛

(3) جهاز الاختبار المستخدم؛

(4) تهيئة العينة والظروف الجوية المستخدمة أثناء الاختبار؛

(5) متوسط قوة الشد والاستطالة والانكماش العرضي للعينة في اختبار الشد للعينات ذات العرض الكبير؛

(6) عند الحاجة، يجب تقديم معلومات تفصيلية تدعم تحديد مدى ملاءمة العينات ذات العرض التقني التمثيلي لإجراء اختبار الزحف.

(7) عند الحاجة، يتم إجراء اختبار الزحف باستخدام عينات ذات الأبعاد المحددة من قِبل مقدم العينة، وحساب متوسط قوة الشد والاستطالة.

(8) وصف طريقة التحميل.

(9) يُعبَّر عن حمل الزحف بالشد كنسبة مئوية من قوة الشد المحددة في البند (5).

(10) عرض النتائج التي توضح العلاقة بين استطالة الزحف والزمن.

(11) طول القياس الاسمي.

(12) منحنى العلاقة اللوغاريتمية بين التشوه والزمن لكل عينة عند كل مستوى من مستويات الحمل، مع تضمين جميع نقاط البيانات.

(13) زمن حدوث الكسر الناتج عن الزحف بالشد لكل عينة.

(14) وصف تفصيلي لأي انحرافات عن إجراء الاختبار المحدد.