DIN 61551-2008 Geosynthetics - Determination of burst strength《土工布 破裂强度的测定》.pdf

1、Januar 2008DEUTSCHE NORM Normenausschuss Textil und Textilmaschinen (Textilnorm) im DINNormenausschuss Bauwesen (NABau) im DINPreisgruppe 7DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, g

2、estattet.ICS 59.080.70!$Id2“1386515www.din.deDDIN 61551Geokunststoffe Bestimmung der BerstdruckfestigkeitGeosynthetics Determination of burst strengthGosynthtiques Dtermination de la rsistance lclatementAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 9 SeitenD

3、IN 61551:2008-01 2 Inhalt Seite Vorwort 3 1 Anwendungsbereich .3 2 Normative Verweisungen3 3 Kurzbeschreibung .3 4 Prfgerte.4 4.1 Allgemeines4 4.2 Messzelle 5 4.3 Messung der Wlbhhe 5 4.4 Druckmessung.6 4.5 Verfahren mit gesteuertem Druck6 4.6 Verfahren mit gesteuertem Volumen.6 5 Messproben6 6 Kond

4、itionierung .6 7 Durchfhrung.7 7.1 Allgemeines7 7.2 Verfahren mit gesteuertem Druck7 7.3 Verfahren mit gesteuertem Volumen.7 8 Auswertung 7 9 Prfbericht9 Bilder Bild 1 Beispiel einer Prfeinrichtung .4 Bild 2 Messungen und geometrische Betrachtungen5 DIN 61551:2008-01 3 Vorwort Dieses Dokument (DIN 6

5、1551) wurde vom Arbeitsausschuss NA 106-01-11 AA Geotextilien und Geokunst-stoffe“ im Normenausschuss Textil und Textilmaschinen (Textilnorm) erstellt. Das europische Projekt prEN 14151 Geokunststoffe Bestimmung der Berstdruckfestigkeit“ wurde bei CEN gestrichen und der Entwurf zurckgezogen. Dieses

6、Dokument ist auf der Grundlage dieses europischen Projektes entstanden. 1 Anwendungsbereich Dieses Dokument legt ein Verfahren zur Bestimmung der multiaxialen Eigenschaften (Berstfestigkeit) von Geokunststoffen fest. Dieses Verfahren gilt fr Geotextilien und geosynthetische Dichtungsbahnen. Fr geosy

7、nthetische Ton-dichtungsbahnen gilt es nur, wenn sie in trockenem Zustand geprft werden. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gi

8、lt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN EN ISO 139, Textilien Normalklimate fr die Probenvorbereitung und Prfung DIN EN ISO 9863-1, Geokunststoffe Bestimmung der Dicke unter festgelegten Drcken Teil 1: Einzel-lagen DIN EN ISO 10318, Geokunststoffe

9、 Begriffe 3 Kurzbeschreibung Eine runde, an ihrem Rand eingespannte Messprobe wird durch allmhlich zunehmenden Wasserdruck bis zum Bersten beansprucht. ANMERKUNG Diese Prfung wird im Allgemeinen mit konstanter Erhhung des Wasserdrucks vorgenommen. Bei Berechnungen wird von der Annahme einer sphrisch

10、en Verformung ausgegangen. Diese Prfung kann auch mit einer konstanten Zunahme des Volumens vorgenommen werden. In dem vorliegenden Dokument wird sowohl das Prfverfahren mit gesteuertem Druck als auch das Verfahren mit gesteuertem Volumen festgelegt, wobei jedoch das Verfahren mit gesteuertem Druck

11、bevorzugt wird. Das volumen-gesteuerte Prfverfahren sollte nicht bei Proben zur Anwendung kommen, deren Wlbhhe grer als der Durchmesser der Messzelle ist. Die bei der Prfung gemessenen Hauptparameter sind der Flssigkeitsdruck unter der Messprobe und die Wlbhhe der Messprobe. Bei Geotextilien und tro

12、ckenen geosynthetischen Tondichtungsbahnen ist es notwendig, eine entsprechend dnne, undurchlssige und ausreichend verformbare Membran unter die Messprobe zu legen. DIN 61551:2008-01 4 4 Prfgerte 4.1 Allgemeines Die Prfeinrichtung besteht aus einer zweiteiligen Messzelle; einem Wlbhhenmessgert; eine

13、m Druckmessgert; einer Steuerung fr Druck oder Volumen. Ein Beispiel ist in Bild 1 dargestellt. Legende 1 Wlbhhenmessgert 2 Messprobe in Nullstellung 3 Messprobe im verformten Zustand 4 Wasserdruck unter der Messprobe 5 Steuerung fr Druck oder Volumen 6 Druckmessgert 7 Druckkessel mit Grundplatte 8

14、Klemmring D Innendurchmesser der Messzelle Bild 1 Beispiel einer Prfeinrichtung DIN 61551:2008-01 5 4.2 Messzelle Die Messzelle besteht aus einem Druckkessel mit einer Grundplatte und einem Klemmring. Der Innendurchmesser (D) des Ringes betrgt standardmig (200 1) mm, (500 2) mm oder (1 000 5) mm. Di

15、es ist der wirksame Durchmesser der geprften Messprobe. Die untere Innenkante des Klemmrings muss abgerundet sein (3-mm-Radius). Der waagerecht liegende Boden (Grundplatte) der Messzelle kann entweder eben sein oder nicht. Der Wassereinlass sollte sich in der Mitte der Grundplatte befinden. Die Mess

16、zelle muss so massiv ausgefhrt sein, dass keine Verformung auftritt, sogar dann nicht, wenn der Wasserdruck bis zu 1 MPa betrgt. Die Klemmvorrichtung muss so beschaffen sein, dass bei der Prfung jegliches Verrutschen der Messprobe vermieden wird. Beim Festklemmen darf die Messprobe nicht beschdigt w

17、erden. Legende Halbwinkel des Kreisbogenanteils R Radius der sphrischen Verformung D Innendurchmesser der Messzelle H Wlbhhe der Messprobe Bild 2 Messungen und geometrische Betrachtungen 4.3 Messung der Wlbhhe Die Wlbhhe der Messprobe wird in der Mitte mit einem Wlbhhenmessgert gemessen. Anwendbar i

18、st jedes Messverfahren, das folgende Kriterien erfllt: Fhigkeit zum Messen einer Wlbhhe bis zur Gre des Durchmessers der Messzelle; Messunsicherheit von 0,1 % des Durchmessers; das Messgert darf auf der Messprobe keine Belastung hervorrufen. Diese Messung wird angewendet, um die Verformung der Messp

19、robe zu berechnen. DIN 61551:2008-01 6 4.4 Druckmessung Um den Wasserdruck in der Messzelle direkt zu messen, muss bei beiden Verfahren ein Druckmessgert mit einer Fehlergrenze von 1 % angewendet werden. Die Wassertemperatur muss (23 2) C betragen und whrend der Prfung konstant gehalten werden. 4.5

20、Verfahren mit gesteuertem Druck Bei der Prfung mit gesteuertem Druck (10 kPa/min) muss es die verwendete Einrichtung ermglichen, den Wasserdruck unter der Messprobe kontinuierlich bis zum Berstdruck bzw. bis zum Beginn plastischen Flieens zu erhhen. Der gewnschte Wasserdruck kann durch Druckluft auf

21、gebracht werden, die auf die Oberflche einer Wassersule einwirkt, die sich in einer Kolonne befindet. Der Druck kann dann mit einem pneumatisch bettigten Stellventil gesteuert werden. 4.6 Verfahren mit gesteuertem Volumen Die Einrichtung muss es beim Prfverfahren mit gesteuertem Volumen zulassen, de

22、n ankommenden Volumenstrom (Zuflussmenge) zu steuern. Die Zuflussmenge muss bei einem Innendurchmesser der Mess-zelle D von 200 mm (3 0,5) cm3/s, bei D = 500 mm (20 3) cm3/s und bei D = 1 000 mm (150 20) cm3/s betragen. 5 Messproben Es werden drei Messproben geprft. Sie mssen sauber und ohne sichtba

23、re Beschdigungen sein. ANMERKUNG 1 Wenn die Oberflche der Messprobe rau ist, kann es notwendig sein, die Klemmflche zu gltten, damit ein einwandfreies Festklemmen sichergestellt ist. Lsst sich die Klemmflche nicht bearbeiten, kann es mglich sein, dass die Prfung fr dieses Produkt ungeeignet ist. ANM

24、ERKUNG 2 Geosynthetische Tondichtungsbahnen sollten nur in trockenem Zustand geprft werden. ANMERKUNG 3 Geosynthetische Kunststoffdichtungsbahnen sollten so geprft werden, dass die Strukturierung auen liegend ist. Beidseitig strukturierte Bahnen sollten fr beide Seiten geprft werden. 6 Konditionieru

25、ng Die Messproben sind zu konditionieren und die Prfungen sind bei Normalklima nach DIN EN ISO 139 durch-zufhren, d. h. bei einer relativen Luftfeuchte von (50 5) % und einer Temperatur von (23 2) C, bis die Massennderung zwischen zwei aufeinanderfolgenden, im Abstand von mindestens zwei Stunden vor

26、ge-nommenen Ablesungen 0,25 % der Messprobenmasse nicht berschreitet. Die Prfung ist in demselben Klima durchzufhren. ANMERKUNG Die Konditionierung und/oder Prfung bei einer festgelegten relativen Luftfeuchte darf unterlassen werden, wenn nachgewiesen werden kann, dass die Ergebnisse dadurch nicht b

27、eeintrchtigt werden. DIN 61551:2008-01 7 7 Durchfhrung 7.1 Allgemeines Die Dicke der Messprobe ist nach DIN EN ISO 9863-1 zu ermitteln. Wenn der Boden der Messzelle nicht eben ist, wird sie bis zum Rand mit Wasser gefllt. Die Messprobe wird auf die Aufnahmeflche der Messzelle gelegt, gegebenenfalls

28、wird eine dnne Membran untergelegt. ANMERKUNG Die mechanischen Eigenschaften der dnnen Membran sollten die Messungen nicht beeintrchtigen. Die multiaxiale mechanische Festigkeit der Membran sollte im Vergleich mit dem geprften geosynthetischen Material vernachlssigbar gering sein. Im Allgemeinen erf

29、llt eine dnne Gummimembran diese Anforderungen. Wenn das nicht der Fall ist, sollte der Einfluss der Membran bei den Berechnungen bercksichtigt werden Wenn der Boden der Messzelle eben ist, wird unter der Messprobe ein schwaches Vakuum angelegt. Die Messprobe wird festgeklemmt. In der Mitte der Mess

30、probe wird das Wlbhhenmessgert aufgesetzt. Wenn die Messprobe uneben ist, wird die Nullstellung der Wlbhhe mit Hilfe der Hhenlage der Unterseite des Klemmrings bestimmt. Unrunde oder unsymmetrische Verformung, wie sie z. B. bei anisotropen Materialien auftritt, muss im Prfbericht angegeben werden. D

31、ie Prfung ist ungltig, wenn die Messprobe an ihrem Rand reit. In diesem Fall wird eine zustzliche Messprobe verwendet, die Klemmenspannung verringert und die Prfung wiederholt. Whrend der gesamten Prfung muss sichergestellt sein, dass die Messprobe nicht verrutscht und kein Leck auftritt. 7.2 Verfah

32、ren mit gesteuertem Druck Die Prfung erfolgt mit einer Druckzunahme von 10 kPa/min und wird bis zum Bersten bzw. bis zum Beginn plastischen Flieens fortgesetzt. Bersten ist als pltzlich auftretender Druckverlust festgelegt. 7.3 Verfahren mit gesteuertem Volumen Die Prfung wird mit einer Zuflussmenge

33、 von 3 cm3/s, 20 cm3/s oder 150 cm3/s durchgefhrt. 8 Auswertung Diese Berechnungen sind notwendig, damit die Prfung mit gesteuertem Druck erfolgen kann und/oder falls eine Spannungs-Dehnungs-Kurve (Spannungs-Dehnungs-Diagramm) bentigt wird. Berechnungen von Dehnung und Spannung beruhen auf folgenden

34、 Annahmen (siehe auch Bild 2): sphrische Verformung; gleich bleibende und einheitliche Dicke der Messprobe. DIN 61551:2008-01 8 Geometrische Betrachtungen ergeben: HDHR2422+= (1) Dabei ist D der Innendurchmesser der Messzelle, in Meter; H die Wlbhhe der Messprobe in der Mitte, in Meter; R der Radius

35、 der sphrischen Verformung, in Meter; wenn H D/2 =)(2arctanHRD (2) oder wenn H D/2 +=)(2arctanHRD (3) Dabei ist der Halbwinkel des Kreisbogenanteils, in Radiant. Die Dehnung ist: = 12100DR (4) Dabei ist die Dehnung, in Prozent. Die Spannung der Messprobe ist: dRp2= (5) Dabei ist die Spannung, in Kil

36、opascal; d die anfngliche Dicke der Messprobe, in Meter; p der Druck unter der Messprobe, in Kilopascal. ANMERKUNG Die Spannungsberechnung gilt nur fr Geokunststoffe ohne ffnungen. DIN 61551:2008-01 9 9 Prfbericht Der Prfbericht muss folgende Angaben enthalten: a) Hinweise auf diese Norm; b) angewen

37、detes Verfahren (Verfahren mit gesteuertem Druck oder gesteuertem Volumen); c) Innendurchmesser des Ringes der Messzelle; d) gegebenenfalls Beschreibung des mglicherweise verwendeten undurchlssigen Materials (Membran) und eine Spannungs-Dehnungs-Kurve von diesem fr sich allein geprften Material; e)

38、Identifizierung der Probe, Datum des Probeneingangs und Prfdatum; f) Oberflchenstruktur der Probe; g) Dicke der Messprobe (Angabe des Messverfahrens), Nenndicke der Probe; h) Seite, die mit dem Wasser in Berhrung kommt (falls sichtbare Unterschiede bestehen); i) Wassertemperatur; j) Druck-Verformung

39、s-Kurven; k) Spannungs-Dehnungs-Kurven, falls gefordert; l) Mittelwerte und Standardabweichungen von Spannung und Dehnung beim Bersten oder beim Verstrecken; m) Mittelwerte und Standardabweichungen von Spannung und Dehnung an bestimmten Punkten der Kurve (z. B. Streckgrenze); n) smtliche Beobachtungen, die whrend der Prfung gemacht wurden (Aussehen der Verformung, Lecks in der Messprobe usw.); o) Abweichung von diesem Verfahren.