Анализ поведения геосинтетических материалов из различного сырья при действии растягивающих усилий показывает (рис. 1), что полиэфирные геоматериалы (PET) характеризуются наименьшей ползучестью (удлинением во времени без увеличения нагрузки). В то время как материалы из полиэтилена (PE) и полипропилена (PP) являются ползучими, причем тем больше, чем больше нагрузка.


Изохроны удлинения геоматериалов

Рис. 1. Изохроны удлинения геоматериалов: слева - при 20% нагрузки от предельной; справа – при 60% нагрузке от предельной (den Hoedt, G, 1986)

Кроме того, раздел 6г ОДМ 218.5.003-2010 рекомендует использовать в конструкциях армирования откосов материалы из полиэфира (PET) и не рекомендует использовать материалы из полипропилена (PP) при длительных высоких нагрузках, которые характерны для армогрунтовых сооружений.

Таким образом, для усиления насыпей на слабых основаниях правомерным и более логичным будет использование полиэфирных геосинтетических материалов:
Существует варианты композитов с уже пришитой или приклеенной геотекстильной подложкой (рис. 2 б): АРМОСТАБ - Грунт И и АРМОСТАБ - Грунт П.

Производственные возможности ГК «МИАКОМ» позволяют изготавливать различные варианты геосинтетических материалов из полиэфира (рис. 2).

Виды силовых геосинтетических материалов Армостаб
Рис. 2. Виды силовых геосинтетических материалов Армостаб:
а – двухосно или одноосно ориентированная с широкими ребрами;
б – композит с геотекстильной подложкой;
в – одноосно ориентированная с широкими ребрами;
г – двухосно или одноосно ориентированная с обычными ребрами

Разнообразие видов полиэфирных геоматериалов обусловлено различными условиями их работы: тип грунта засыпки, направление максимальных растягивающих усилий, условия взаимодействия с вмещающим грунтом, способы крепления геоматериалов к другим конструктивным элементам и т. д.

В армогрунтовых конструкциях используются материалы, имеющие различную прочность во взаимно-перпендикулярных направлениях.

Использование термина «одноосная» не совсем корректно, поскольку даже полиэтиленовые георешетки имеют две перпендикулярных оси, и потому являются двухосными. В тоже время геосетка, представленная на рис. 2 г, по внешнему виду относится к «двухосным» материалам, но при этом имеет разную прочность в двух направлениях. На наш взгляд более правильно использовать термин «одноосноориентированный» геоматериал – это означает, что ориентация прочностных свойств выполнена в одном направлении. Также корректным будет использование терминов биоориентированный и моноориентированный геоматериал.

«Пособие по проектированию земляного полотна автомобильных дорог на слабых грунтах» и ОДМ 218.5.003-2010 регламентируют подбор типа геосинтетического материала исходя из проверки его прочности на растяжение:

проверка прочности на растяжение

Отличие значений понижающих коэффициентов различных производителей, в особенности иностранных, связано с тем, что в нашей стране нет единого стандарта проведения испытаний, вот и получается, что испытания у каждого свои, и коэффициенты соответственно тоже. В момент написания этой брошюры готовится к выходу ОДМ по проведению длительных испытаний, который должен расставить все на свои места.

Однако и здесь не все так гладко. Для нас большим удивлением стало то, как исполнитель работ (НИОКР по заказу Росавтодора), проводил испытания такого материала как геомат. Известно, что геоматы предполагаются к использованию на откосах в дерновом покрове, и максимальное возможное воздействие на них – случайный проезд автотранспорта. Для чего же тогда помещать испытуемый образец на грунт, засыпать его щебнем и осуществлять проезды уплотняющей техникой? Какой реальный процесс имитируется в этом случае?

Таблица 2
Сводная таблица характеристик одноосноориентированных геосеток

 Показатель АРМОСТАБ-АР
40
АРМОСТАБ-АР
60 
АРМОСТАБ-АР
80
АРМОСТАБ-АР
100
АРМОСТАБ-АР
200
АРМОСТАБ-АР
300
  Паспортная
разрывная
прочность,
Fult кН/м
  40   60
  80   100   200   300
  Коэффициент
учета
ползучести А1
  0,60   0,60   0,60   0,60   0,60   0,60
  Коэффициент
учета
повреждения
материала при
укладке А2
(песок, супесь)
  0,90   0,95   0,95   0,95   0,95   0,95
  Коэффициент
учета
повреждения
материала при
укладке А2
(щебень)
  0,87   0,90   0,90   0,90   0,90   0,90
  Коэффициент
учета
взаимного
перекрытия А3
  1,00   1,00   1,00   1,00   1,00   1,00
  Коэффициент
учета влияния
окружающей
среды А4
(pH 4-9)
  0,87   0,87   0,87   0,87   0,87   0,87
  Коэффициент
запаса γb
  1,25   1,25   1,25   1,25   1,25   1,25
  Длительная
прочность
Fдл , кН/м
(песок,
супесь)
  15,0   23,8    31,7   39,7   79,3   119,0
  Длительная
прочность
Fдл , кН/м
(щебень)
  14,5   22,7   30,2   37,8   75,7   112,7

Разрушение откоса армированного геосеткой может произойти в следующих случаях:
  • разрыв материала;
  • выдергивание материала вследствие его недостаточной длины;
  • большое удлинение материала.
Предлагаемый нами метод расчета позволяет учесть одновременно эти три состояния.
Последовательность операций следующая:
  1. Задаемся определенной прочностью геосинтетического материала и, учитывая свойства сырья, его удлинением. Принимаем в расчет показатель осевой жесткости ЕА (кН/м), которые определяется отношением растягивающего усилия к относительному удлинению, а соответственно учитывает прочность и деформативность геосетки.
  2. Выполняем расчет и определяем коэффициент устойчивости Куст.
  3. При его достаточной величине, определяем, какие растягивающие усилия возникли в геосетке, и сравниваем их с допустимыми значениями.
Проверка условий взаимодействия геосетки с грунтом выполняется при определении коэффициента устойчивости с учетом заданного коэффициента трения. В случае больших величин перемещения материала устойчивость также будет недостаточна.

Таким образом, не следует оценивать устойчивость откосов, полагаясь только на значение прочности геоматериала, важно учитывать и два других параметра.

Одним из условий проверки устойчивости армогрунтовой конструкции является определение возможности смещения грунта по геосинтетической прослойке.

Для выполнения такого расчета необходимо знать коэффициент трения геоматериала по грунту. Значения коэффициента снижения трения приводятся для песка и щебня фракции 20-70 мм в таблице 3.

Тип грунта Тип материала Коэффициент
трения в
грунте
Коэффициент
трения материала по
грунту
Понижающий ко-
эффициент для
выполнения рас-
четов, Rint
   Песок 
АРМОСТАБ-АР
40/40
  0,55   0,55      1,00
АРМОСТАБ-АР
80/30
  0,51   0,53
АРМОСТАБ-АР
130/30
  0,51   0,49
   Щебень АРМОСТАБ-АР
60/30
  0,93   0,84    0,86
АРМОСТАБ-АР
100/30
  0,93   0,75
*Все геосинтетические материалы имеют размер ячейки 25 мм.

Понижающий коэффициент определяется по формуле:

Понижающий коэффициент формула
В общем случае рекомендуется использовать следующие значения:
- нетканый геотекстиль АРМОСТАБ – 0,7tgφ;
- геосетки АРМОСТАБ-АР – 0,9 tgφ.
Сопротивление армирующей прослойки выдергиванию – другая важная характеристика для расчетов армогрунтовых конструкций. Эта величина (на единицу ширины) определяется в зависимости от вертикального давления и коэффициента трения прослойки по грунту (по верхней и нижней плоскости):
Сопротивление армирующей прослойки выдергиванию
Таблица 4
Значения коэффициентов сопротивления выдергиванию

Тип грунта Тип материала  Коэффициент
трения в
грунте
Коэффициент взаимодей-
ствия прослойки с вмеща
ющим грунтом, Сi
Песок     АРМОСТАБ-АР 40/40   0,70      0,98
АРМОСТАБ-АР 80/30   0,70
АРМОСТАБ-АР
130/30
  0,70
Щебень АРМОСТАБ-АР 60/30   0,93    1,00
АРМОСТАБ-АР 100/30   0,93

Ниже приведены схемы испытаний на сдвиг (а) и выдергивание (б):



Рассказать друзьям: