Содержание

Объемная георешетка для укрепления откосов и ее альтернативы: особенности применения и монтажа

Выберите свой город

Москва

Санкт-Петербург

Абинск

Адлер

Азов

Альметьевск

Анапа

Ангарск

Армавир

Архангельск

Астрахань

Барнаул

Батайск

Белгород

Белореченск

Братск

Брянск

Будённовск

Великий Новгород

Владимир

Владивосток

Владикавказ

Волгоград

Волгодонск

Вологда

Воронеж

Георгиевск

Екатеринбург

Калуга

Краснодар

Липецк

Нижний Новгород

Новороссийск

Новочеркасск

Ростов-на-Дону

Рязань

Саратов

Симферополь

Смоленск

Тверь

Энгельс

Казань

Выбрать

Укрепление откосов объёмной георешёткой

Объёмная георешётка — это трёхмерная конструкция, выполненная из полимерных или синтетических лент, состоящая из отдельных ячеек, скреплённых между собой.

Широкие возможности применения полимерных конструкций позволяют использовать их для стабилизации и укрепления поверхностей откосов водоёмов, берегов рек, дамб и валов и подпорных стенок земляных конструкций, но больше всего они востребованы в строительстве автомобильных дорог. Благодаря своей ячеистой структуре и качественным материалам изготовления, георешётки надёжно защищают откосы земляного полотна от эрозии, размывов и придают им необходимую устойчивость.

В каких случаях может применяться георешётка?

Использование объёмной георешётки в несколько раз повышает эксплуатационные свойства, надёжность элементов дорожных конструкций и качество проводимых работ.

Решение о возможности применения георешётки в строительстве дорог принимается на основе расчетов устойчивости насыпи земляного полотна и по результатам инженерно-геологических изысканий, которые подтверждают целесообразность использования объёмной геоконструкции.

Предпосылки использования георешётки возникают в нескольких случаях:

  • Когда строительство земляного полотна планируется проводиться в стесненных условиях.

  • Если есть требуется возведение высоких насыпей.

  • При использовании в сооружении земляного полотна мало прочных грунтов.

  • При крутизне заложения откосов от 5 до 45

  • В том случае, если основание насыпи подвержены влиянию грунтовых вод.

Немаловажным фактором использования различных ячеистых конструкций является их выгодная экономическая составляющая. Их цена более демократична по сравнению с использованием бетонных конструкций. Применение георешётки не требуют высоких транспортных расходов и монтируются с минимумом специальной техники.

Используя геосетку, можно значительно сократить сроки строительства, снизить расход строительных материалов и уменьшить объемы земляных работ.


Как правильно выбрать?

На подбор подходящей георешётки оказывают влияние несколько факторов.

  • Крутизна заложения откоса насыпи
  • Тип наполнителя
  • Вид основного грунта
  • Прогнозируемые нагрузки на грунтовую конструкцию.

Наиболее популярными являются изделия с размером ячейки 210*210мм. С высотой 100мм.

Для более качественного и эффективного подбора необходимой полимерной конструкции лучше всего обратиться за помощью в любую компанию по проектированию дорог. Специалисты проектных организаций проводят все необходимые расчёты, составляют сметы и предлагают наилучший вариант использования полимерной сетки.

Монтаж.

При монтаже модульных решёток применяются металлические анкеры, специальные скобы и тросы из полимерных материалов.

  1. Перед началом монтажа, необходимо уплотнить требуемый участок насыпи и организовать крепления краёв решётки у подошвы и бровки откоса. Для этого наносится специальная разметка границ укладываемых секций и вдоль бровки, и на расстоянии 0,5м. друг от друга устанавливаются металлические анкеры.

  2. При необходимости, перед георешёткой размещается специальный геотекстиль (обратный фильтр) для защиты от воздействия грунтовых вод.

  3. Затем крайние ячейки надевают на анкеры и растягивают георешётку по всей стенке насыпи, закрепляя её на противоположной стороне.

  4. Соседние секции изначально тоже закрепляются с помощью анкеров, а затем надёжно соединяются специальными скобами с помощью степлера. Для повышенной надёжности конструкции каждую ячейку скрепляют по высоте в нескольких местах.

  5. Возможен дополнительный вариант крепления с помощью синтетических тросов. Когда через сложенные ячейки продевают тросы, затем растягивают конструкцию также при помощи анкеров.

  6. Укладку грунта производят с помощью специальной техники, а последующую планировку осуществляют, вручную, применяя ручные трамбовки.

 

 

Геотекстиль.

Когда существует вероятность влияния на откосы грунтовых вод, рекомендуется создать под георешёткой защитный слой из специальных современных материалов. В этом случае грунтовые воды не смогут проникнуть на поверхность и повредить конструкцию откосов.

Геотекстиль также может являться прослойкой между грунтовым основанием откоса и георешёткой, чтобы ни георешётка, ни её наполнитель не уходили в грунт. Из огромного количества представленных на рынке вариантов геотекстиля, наибольшей популярностью пользуется иглопробивной нетканый материал с плотностью 200 г/кв.м.

Для определения необходимого качество геотекстиля лучше всего обратиться в проектные организации. Они проведут исследования и выберут наиболее подходящий по цене и качеству вид защитного материала.

Фиксация анкерами.

Анкеры – это скобы из металлических стержней диаметром 3 — 10 мм (Г – образной формы), длиной от 20 до 100 см. Подоснову анкеруют малыми скобами, а георешетку – длинными (от 40 до 100 см), в зависимости от прочности фиксации в грунте земляного полотна. При этом часть длины анкера (нагеля) учитывает высоту ребра закрепляемой георешетки.

Расстояние между анкерами не более 0,5м. Крепление выполняют для фиксирования модулей георешетки, а также во избежание смещения геоматериала при воздействии ветра или осадков, при укладке и выравнивании верхнего слоя, а также для сохранения небольшого натяжения уложенного материала.

В зависимости от угла заложения откоса, его грунтового состава и материала заполнения ячеек, подбирается необходимая длина анкера.

 

Скрепление скобами.

Для наилучшей фиксации модули между собой могут соединяться скобами, для этого применяют специализированные пневматические или ручные степлеры. Отдельные модули соединяются между собой специальными скобами по всей высоте ячейки.

Такой способ крепления является наиболее эффективным и позволяет максимально растянуть решётку перед заполнением.

Чем заполнять?

Ячейки объёмной георешётки заполняются различными сыпучими смесями, рекомендованными в специальном проекте строительства. Для большей прочности и стабилизации откосов используют различные сыпучие смеси из песка, щебня, ПГС и бетона, а для озеленения поверхности применяют плодородный грунт с семенами необходимой растительности. Возможные варианты сочетания материалов прорабатываются ещё на этапе проектирования строительства.

Чтобы облегчить процесс дренажа грунтовых и атмосферных вод, стенки рёбер ячеек георешётки могут выпускаться с перфорацией. Для таких перфорированных изделий подойдёт использование крупнозернистых заполнителей, к примеру, щебня.

Очень часто поверхность ячеек производится с шероховатостями, чтобы увеличить сцепление между её стенками и необходимым наполнителем. Это особенно эффективно при использовании песочных мелкозернистых смесей. Здесь целесообразно будет использовать изделия без перфорации.

Обслуживание после монтажа.

После выполнения всех нормативных работ по укреплению откосов, за георешёткой не требуется никакой дополнительный уход.

 

 

Типовые конструкции укрепления откосов объемной георешеткой

Укрепление откосов с помощью георешетки вот уже несколько десятилетий успешно практикуется экспертами в сфере благоустройства и дорожного строительства. Даже в самых неблагоприятных геологических условиях объемные георешетки позволяют осуществить долговечное и эффективное армирование склонов и откосов, предохранить почву от эрозии и размывания, а также снизить риск обвалов и оползней. В большинстве случаев в комбинации с геосинтетикой применяется геотекстиль – рулонный материал, с помощью которого в основе армирующего покрытия создается прочный дренажный слой.

Легкость монтажа при помощи анкеров дает возможность укрепить не только крутые склоны, но и берега подтопляемых оврагов и котлованов, откосы набережных и плотин. В зависимости от погодных условий и геологических особенностей местности для укрепления склона используется одна из специально разработанных схем откосоукрепительных сооружений. При любой конфигурации армирующего слоя в качестве руководства по монтажу полимерных решеток может быть использована стандартная инструкция по укладке георешетки.

Неподтопляемые откосы

Вариант 1

Разработан для армирования глинистых, малосвязанных грунтов. По всей поверхности склона располагается закрепленное анкерами армирующее покрытие. По верхней границе участка покрытие заходит под упорную каменную призму, препятствующую размыванию склона в сезон осадков.

1 — георешетка
2 — заполнитель
3 — земляное полотно
4 — каменная призма
5 — анкера

Вариант 2

Универсальный вариант укрепления неподтопляемых склонов. По всей площади откоса анкерными креплениями зафиксирована георешетка с наполнителем. По верхней и нижней границе участка покрытие заходит за площадь откоса. В нижней части склона выполнена водосборная канавка.

1 — георешетка
2 — заполнитель
3 — земляное полотно
4 — каменная призма
5 — анкера

Подтопляемые откосы

Для укрепления подтопляемых откосов используется армирующее покрытие, верхний край которого заходит за бровку склона, и расположенная по нижней границе откоса каменная призма. Во время поднятия уровня воды призма удерживает нижний край армирующего покрытия от размывания, а прочно зафиксированный верхний край георешетки предохраняет конструкцию от разрушения под действием осадков.

1 — георешетка
2 — заполнитель
3 — земляное полотно
4 — каменная призма
5 — анкера

Типовая схема крепления георешетки анкерами

Анкерные крепления являются незаменимым элементом армирующего слоя при работе с крутыми откосами и склонами. Каждый анкер представляет собой металлический, пластиковый или композитный стержень с крюком в верхней части и застроенным нижним концом. Согласно наиболее распространенной схеме, анкеры устанавливаются:

  • По периметру армированного участка – в каждой ячейке геосетки;
  • По вертикальной и диагональной осям – через одну ячейку;
  • На всей внутренней площади участка – в шахматном порядке с промежутками в 1-1,2 м.

В качестве дополнительных соединительных элементов используются скрепки, которыми смежные модули георешетки соединяются по вертикальной и диагональной осям.

1 — полимерный трос
2 — геотекстиль
h — высота георешётки
b — параметр ячейки георешётки

Георешётка для укрепления откосов

Практически любой грунт, расположенный на наклонной поверхности — склоне, откосе — имеет склонность к постепенному «сползанию». То есть, требует укрепления; вне зависимости от того, естественный откос или рукотворный. Наиболее простым и наименее затратным методом является применение георешетки для укрепления откосов — инновационного синтетического материала с множеством положительных качеств и характеристик.

Георешетка для откосов.

Виды георешеток

Георешетка бывает двух видов — плоской и объемной.

  • Плоская георешетка представляет собой двухмерную сетчатую структуру и выполняет сдерживающие функции: крупные пласты грунта, частицы гравия, булыжники задерживаются ячейками плоской георешетки и таким образом фиксируются в одном положении.
  • Объемная георешетка является структурой трехмерной и выступает в качестве армирующего каркаса: в её вертикальные ячейки засыпается плотный материал, и после утрамбовывания получается крепкий неподвижный слой, удерживающий под собой первичный слабый.

Свойства георешетки для укрепления откосов

Полимер, из которого изготавливается георешетка обоих видов, наделяет её массой полезных свойств:

  • отличной прочностью на разрыв — способностью выдерживать многотонные нагрузки;
  • биологической устойчивостью — к плесени и вредоносным бактериям;
  • химической стойкостью — способностью без вреда для себя контактировать с солевыми, кислотными грунтами, водой;
  • температурной выносливостью — способностью сохранять свои качества при критически низких и крайне высоких температурах среды;
  • отличным сроком службы — более полувека.
Укрепление георешеткой откосов.

К примеру, способность неограниченное время находиться в контакте с водой позволяет проводить укрепление георешеткой откосов пруда, берегов реки. Температурный диапазон допускает использование георешетки от субтропиков до Заполярья и т.д.

Укладка и монтаж георешетки на откосах

Укладка георешетки на откосах проводится в несколько этапов.

  1. Подготовка (выравнивание) поверхности откоса.
  2. Раскладка модуля или рулона георешетки.
  3. Вытягивание полотна георешетки по осям до принятия ей правильной формы.
  4. Закрепление георешетки на грунте при помощи анкеров — специальных длинных скоб, вбиваемых глубоко в грунт;
  5. Для объемной решетки — засыпка и трамбовка наполнителя.

При укреплении откосов земляного полотна (склона холма, берега реки, в ландшафтном дизайне и др.) возможно проведение дополнительных работ эстетического плана — посев травянистых растений, укладка дёрна и т.д.

Приобретение

Георешетку обоих видов можно купить непосредственно на данном сайте, по цене за м2, установленной производителем, без торговой накрутки посредников. Необходимые для приобретения данные находятся в разделе «Контакты» вверху страницы.

Типовые конструкции укрепления откосов насыпей. Автодорожное строительство

Противоэрозионная защита откосов насыпи

Для защиты откосов насыпи от гидроэрозии и выветривания необходимо их укрепление. Геомат Стабимат и геосетка для укрепления откосов дорог и насыпи Армостаб 3Д— противоэрозионный материал трехмерной структуры, изготавливается из полиамидных нитей высокой прочности с повышенными показателями износостойкости. Сложная трехмерная структура геомата отлично удерживает частички почвы и семена растений, увеличивая степень сцепления почвы и, следовательно, стабильность грунта.

Укрепление подтопляемых откосов насыпи

Для защиты подтопляемых откосов от размыва необходимо создание на их поверхности усиленного слоя (покрытия), повышающего устойчивость откосов к водной эрозии. Объемная георешетка ГЕО ОР — пространственная георешетка, состоящая из объемных ячеистых модулей, изготавливаемых из полиэтиленовых лент, соединеных между собой сварными швами. в зависимости от заложения откоса выбирают разновидность георешетки и материал заполнителя. Для укрепления подтопляемых откосов в качестве заполнителя, как правило, применяют щебень гранитных пород фракции 20-40 мм. При больших скоростях водного потока возможно дополнительное укрепление поверхностного слоя заполнителя распределением цементного раствора. Под георешеткой рекомендуется создавать защитный слой или обратный фильтр из геотекстильного материала МИАКОМ.

Укрепление откосов выемок  в леговыветривающихся скальных породах

Характерной особенностью легковыветривающихся скальных пород является высокая прочность в естественном залегании и быстрое разрушение откоса после вскрытия массива. При устройстве выемок в таких грунтах возможны следующие конструктивные решения: со-здание пологих откосов с уклоном 1:1,5 или создание откосов повышенной крутизны 1:1 с дополнительными мерами по их укреплению. Для укрепления крутых откосов рекомендуется использовать геокомпозитный материал Стабимат, представляющий собой композит геомата из полипропилена и полиэфирной геосетки. Увеличенные прочностные характеристики геоматериала обеспечивают надежное укрепление каменистых откосов выемок.

Георешетка: использование для укрепления откосов

Георешетка — универсальный материал, который используется для укрепления разнообразных строительных сооружений. Не менее популярна георешетка во время укрепления откосов. Об особенностях и разновидностях данного материала поговорим далее.

Оглавление:

  1. Общее понятие и процесс изготовления георешетки
  2. Преимущества и сфера использования георешетки
  3. Основные виды георешетки
  4. Георешетка для откосов — подготовка покрытия и укладка
  5. Рекомендации по установке георешетки

Общее понятие и процесс изготовления георешетки

Георешетка принадлежит к геосинтетикам, которые предстают в виде двух- или трехмерной структуры сот. Для ее изготовления используют полосы полотен из полиэфира, ленты полиэтилена или полипропилена. Эти фрагменты соединяются при помощи высокопрочных сварных швов.

В случае растяжения рабочей поверхности происходит образование крепкого линейного каркаса, который армирует заполненные ячейки с грунтовым, песчаным материалом.

Георешетка является надежной защитой склонов, откосов и грунта от осыпания или разрушения. Чтобы избежать оползней и заиливания водных участков также применяют георешетку. Она отлично справляется с укреплением берегов. Георешетку по праву называют одним из самых долговечных материалов армирующего назначения. Максимальный срок использования георешетки превышает сто лет. Георешетка устойчива перед гидролизом, бензином, кислотами, щелочными растворами, дизельными топливом.

Во время ее изготовления происходит растягивание нагретого полиэтиленового или полипропиленового перфорированного листа при помощи специального оборудования. При этом происходит вытягивание хаотично ориентированных длинноцепных молекул в упорядоченную ориентированную структуру.

Бывает георешетка объемная — она предстает в виде конструкции из сот или ленты, которые надежно скреплены друг с другом. Легко устанавливается, устойчива перед гниением и воздействием химических веществ. Срок ее использования превышает пятьдесят лет.

Геотекстиль используемый в процессе изготовления георешетки бывает тканным и нетканным. Для соединения полос полипропилена используется термическая или ультразвуковая сварка. Чтобы соединить полосы, выполненые из геотекстильных материалов применяют сшивание, в процессе которого образуются высокопрочные соединения.

Поэтому георешетка объемного типа отличается легкостью, мобильностью, применяется в процессе защиты строительного грунта и почвы от деформации.

Геотекстильные георешетки начинают вытеснять пластиковые и металлические аналоги, из-за удобства и простоты монтажа и небольшого веса. Для установки не требуется наличие дополнительной техники.

Основными функциями георешетки является:

  • предупреждение нарушения и деформации грунтовых поверхностей,
  • обеспечивание пропуска воды,
  • защита дорожного покрытия от оседания,
  • фиксация щебня и его защита от расползания в горизонтальной плоскости,
  • повышение несущей способности дорожного покрытия,
  • обеспечение экологической безопасности.

Чтобы георешетку купить следует предварительно провести расчеты количества данного материала.

Георешетка цена определяется такими факторами:

  • вид георешетки,
  • количество материала,
  • производитель георешетки,
  • максимальная нагрузка,
  • срок эксплуатации.

Преимущества и сфера использования георешетки

Георешетка имеет широкую сферу применения. Она используется для укрепления различных сооружений как строительного, так и промышленного назначения.

Георешетка позволяет не только укрепить основания, но и уберегает верхние слоя дорожной одежды от разрушения. Например, в процессе использования георешеток для укрепления асфальтобетонного покрытия, повышается его прочность, упругость, долговечность, устойчивость перед образованием трещин и температурными перепадами.

Происходит перенаправления вертикальных нагрузок от транспортных средств на горизонтальные, таким образом увеличивается несущая способность покрытия и предотвращается появление трещин и растягивающих напряжений.

Также, георешетка полимерная способна усилить крепость и предотвратить осыпание слабого грунта.

Основное использование георешетки проявляется:

  • в процессе армирования рыхлого или неоднородного грунта,
  • для противоэрозийной защиты откосов,
  • для фиксации и предотвращения разрушения дорожного основания,
  • для возведения подпорных сооружений с различной высотой и углом заложения,
  • в процессе укрепления русла или берега водотока, водоема или реки,
  • при проведении работ ландшафтного характера связанных с озеленением газонов, спортивных площадок или автомобильных стоянок.

Использование георешеток в строительстве гражданского назначения приводит к:

  • усилению слабых грунтов в области, в тех местах где наблюдается ограниченный доступ к веществам нерудного типа,
  • укреплению склонных поверхностей или откосов,
  • укреплению рек от размывания,
  • устройству стен подпорного назначения,
  • строительству спорткортов или спортплощадок,
  • строительству площадок для вертолетов,
  • устройству террас, которые имеют несколько уровней,
  • сооружению разнообразных сооружений в ландшафтном дизайне.

Георешетка плоского типа применяется во время строительства или реконструкции дорог и помогает повысить качество и равномерно распределить нагрузку на автотрассу.

Использование георешетки в железнодорожном строительстве помогает усилить и укрепить грунт под железной дорогой.

В процессе строительства дорог временного назначения в отрасли нефтяной промышленности также используется георешетка. Она помогает увеличить несущие способности стенок, по которым происходит извлечение нефти.

Георешетка — универсальный материал, который имеет такие преимущества:

  • устойчивость перед коррозией позволяет значительно увеличить срок эксплуатации данного материала;
  • использование георешетки — экономично, так как она способна выполнять свои функции более пятидесяти, а в некоторых случаях и ста лет, таким образом, на протяжении такого длительного периода времени не требуется дополнительное укрепление откосов, берегов, автотрасс или железнодорожных путей;
  • георешетка обладает высокой несущей способностью и способна выдерживать очень высокие нагрузки;
  • в процессе использования данный материал практически не деформируется что очень важно, например, при обустройстве откосов;
  • георешетка устойчива перед воздействием солей, щелочных или кислотных растворов;
  • данный материал отличается устойчивостью перед образованием плесени, грибка и воздействием микроорганизмов.

Основные виды георешетки

Георешетки различаются по диаметру ячеек, они бывают от двадцати до сорока сантиметров. Для улучшения дренажа почвы производятся георешетки с наличием перфорированных граней ячеек.

В соотношении с материалом, из которого изготавливают георешенки выделяют:

  • геотекстильные,
  • полиэфирные,
  • полипропиленовые,
  • полиэтиленовые.

1. Каркасная георешетка представляет собой полосы из полотна геотекстиля, которые характеризуется высокой плотностью. В сравнении с георешеткой из полиэтилена, геотекстильная георешетка имеет меньшую твердость и жесткость. Благодаря наличию такой структуры получается обеспечение хорошего дренажа и увеличивается трение с материалами заполнителями. Сфера применения ограничивается усилением плотности откосных частей, автодорог, набережных и озеленением прибережных зон.

2. Полиэфирные георешетки являются геосинтетическими материалами, которые используются для укрепления грунтов несвязного характера, таких как щебень или песок.

3. Полипропиленовые георешетки позволяют стабилизировать и укрепить грунт, который с невысокой несущей способностью.

4. Полипропиленовые георешетки решают проблему укрепления каменных материалов и грунтов, которые характеризуются наличием низкой несущей способности.

В соотношении со способом производства георешетки разделяют на:

  • гибкие или георешетки тканевого вида,
  • жесткие или термически склеенного вида.

Жесткие георешетки бывают:

  • одноосными,
  • двухосными.

Производство гибких или тканевых георешеток схоже с использованием ткацких технологий. Для их производства требуется наличие высокопрочных синтетических нитей, в завершении процесса производства их покрывают специальным поливинилхлоридным слоем, который обеспечивает защиту от ультрафиолетового излучения.

Есть еще один вид георешеток, которые изготавливают по современным технологиям, используя поливинилалкоголь. Они отличаются возможностью удлинения на три-пять процентов.

Решетки жесткого или термически склеенного вида изготавливают с использованием полос, которые располагаются перпендикулярно друг ко другу, и в месте пересечения, в процессе нагревания, склеиваются.

Процесс изготовления жестких георешеток напоминает расплавление единого плоского участка, в основе которого лежит полипропилен или полиэтилен. На этом полотне делают специальные отверстия, которые позволяют образовать решетку. В зависимости от того, как производится растягивание, если в одну сторону, то георешетка стает одноосной, а если в две, то друхосной. Эти два вида георешеток различаются способом восприятия нагрузки. Двухосные способны принять давление с двух сторон, а одноосные — с одной.

Георешетка для откосов — подготовка покрытия и укладка

В данном случае предлагаем рассмотреть укладку георешетки объемного типа. Первым делом следует провести ряд подготовительных работ. Начните с проверки чертежей местности и распаковывания геотекстиля.

Следует конкретно знать какой откос планируется укрепить. Затем нужно подготовить его подошву и траншеи.

Определитесь с планом установки георешетки. Есть два способа:

  • поперечный — от откоса к центральной части,
  • продольный — параллельно с откосом.

В плане регламентируется метод укладки. При помощи колышков обозначьте места укладки материала. Разверните, а затем растяните георешетку.

После завершения подготовительных работ по уборке листьев, растительности и мусора следует начинать процесс установки георешетки. Рекомендуется использование защитного слоя из георешетки нетканного типа.

Его закрепляют по всей площади откоса, а фиксация производится внахлест сферху откоса  в горизонтальной поверхности. В том месте, где размещается нулевая отметка, производятся работы по заглублению георешетки.

Фиксация каждого модуля происходит в центральной части при помощи пластиковых анкеров или других крепежей. Контруры устанавливаются в шахматном порядке напрямую по горизонтальной части георешетки. Модули соединяются при помощи специального пневмостеплера или анкеров. Когда процесс установки завершен, необходимо проверить ровность и правильность натяжения георешетки.

Следующий этап предполагает заполнение заранее установленных ячеек. Этот процесс напрямую зависит от условий, в которых монтируется георешетка. Если грунт находится на месте, то ним засыпают ячейки, в противном случае, следует привезти грунт для их заполнения. Для этих целей также подойдет использование щебня, бетона или смеси из нескольких грунтовых пород. Чтобы заполнить ячейки не нужно наличие специальной строительной техники, достаточно воспользоваться бульдозером или эскалатором с наличием обратного ковша.

Возможен вариант произведения выгрузки сразу в ячейки, а потом они постепенно выравниваются. Высота засыпки заполнителя, должна превышать высоту ячеек на пол метра и более.

Завершающим этапом монтажа георешетки являются работы по уплотнению заполнителя. Данный этап также зависит от типа материала и условий работы. Чтобы наполнитель быстро уплотнялся нужна постоянная влажность в процессе проведения трамбовки.

Рекомендации по установке георешетки

1. Во время установки арматурных штифов Г-образной формы в верхней части откоса или возле траншеи, не следует их устанавливать полностью в грунт. На интервал между центрами влияет тип георешетки:

  • при ячейке рамер которой — 21х21, интервал составляет — 21 см;
  • в случае, если размер георешетки составляет 40х40, то расстояние — 40 см.

2. Фиксация краев георешетки происходит с помощью крепежей в виде штифов, анкеров или других элементов.

3. Перед засыпкой обязательно проверьте каждую ячейку на полное растяжение.

4. На георешетке не должны присутствовать неровности, она должна плотно прилегать к поверхности грунта.

5. На 1 м² георешетки рекомендуется использовать три или четыре анкера, которые располагаются в шахматном порядке.

6. На высоту ячейки непосредственное влияние имеет угол наклона откоса. Если угол не превышает десяти градусов то высота ячейки составляет не более пяти сантиметров. В случае размера угла от 10 до 30 градусов. необходимо применять георешетку с размером ячейки до одного метра. При угле наклона 30-45 градусов, размер ячеек составляет полтора или два метра.

7. В процессе заполнения георешетки не разрешается раскидывать наполнитель с высоты более одного метра. А если размер ячейки составляет около 40 см, то высота подачи заполнителя не должна быть более 60 см.

8. Производите заполнение с боровки, а затем постепенно переходите к подошве.

9. Обязательно насыпайте материал, таким образом, чтобы получить его в избытке, так как после засыпки он еще будет утрамбовываться.

10. Засыпка бетона производится до верхней части, а потом он утрамбовывается, затем снова засыпается.

11. Наполнение георешетки при помощи растительного грунта составляет пять сантиметров и более, чем высота ячейки.

12. Засыпка с помощью минерального материала должна превышать уровень ячейки на два с половиной сантиметра.

 

Геосетка для укрепления склонов и откосов: виды и технология монтажа

Содержание статьи

При строительстве на сложном ландшафте со значительным перепадом высот актуально укрепление откосов разными способами. Среди существующих геоматериалов решетки предназначены для армирования грунта, текстиль предотвращает перемешивание отдельных слоев основания, сетки совмещают в себе оба этих свойства.

Плоской геосеткой предотвращается дальнейшее осыпание склона, нижние участки защищаются от камнепада, повышается прочность смотровых площадок и террас. Даже временная щебеночная дорога, необходимая на этапе строительства для доставки материалов на объект, прослужит дольше, если будет отсыпана поверх геосетки.

Разновидности геосетки

Производителями геоматериалов выпускается сетка для укрепления откосов и армирования асфальтобетона. Вся геосетка подразделяется по признакам:

  • материал – стекловолокно, базальт, полиэфиры, полипропилен, полиамид и полиэтилен;

Геосетка из стекловолокна.

  • назначение – армирование бетона, грунта или асфальтобетона;
  • ориентирование пространственных узлов – одно, двуосные, противоэрозийная;

Двуосная геосетка.

  • способ изготовления – узловое соединение, переплетение либо литье.

Сетки одноосные имеют вытянутые в длину ячейки, предназначены для разделения и одновременного армирования слоев грунта в следующих технологиях:

  • восстановление и укрепление откосов геосеткой;
  • отсыпка нерудными материалами площадок на грунтах с низким расчетным сопротивлением;
  • изготовление дамб, откосов, стен подпорных;
  • террасирование участка.

Двуосные сетки применяются для армирования асфальтобетона и строительства дорог или площадок с более дешевым покрытием (щебень, грунт).

В зависимости от материала геосетки обладают характеристиками, сведенными в таблицу:

Полимер Прочность УФ стойкость Химостойкость Биостойкость Водостойкость
Полипропилен низкая низкая высокая высокая высокая
Полиамид высокая низкая уменьшение при рН<5,5 высокая снижается на 30%
Полиэфир высокая высокая снижение при рН>9 высокая высокая

Стекловолокно и базальт не устойчивы к агрессивным средам, поэтому укладываются под асфальт. Наиболее прочной считается полиэфирная ПЭФ сетка. При проектировании и покупке геоматериала основными характеристиками являются:

  • удлинение разрыва – 13 – 15% для ПЭФ;
  • прочность растяжения – 30 – 50 кН/м;
  • ячейка – от 1 х 1 см до 5 х 5 см;

Литьевые сетки производят методом экструзии:

  • «бесконечное полотно» выдавливается из плоской щели;
  • в горячем материале пробиваются отверстия;
  • лист растягивается в одном или обоих направлениях.

Производство геосетки.

Ведущими производителями литых геосеток являются Tenax и Tensar.

Соединенная сетка для укрепления откосов изготавливается сваркой или склеиванием уложенных под прямыми углами друг к другу ровингов, стержней или целых полос из полимерного материала. Например:

  • бренд Армдор создается российской фирмой Стекло-Прогресс из стекловолоконного ровинга;
  • немецкая компания Naue выпускает геосетку Segugrid – сваренные в стыках полосы из полиэстера.

Производитель Kirson (Германия) выпускает продукт из тонкой ПЭФ нити, имеющий структуру геосетки, но не подходящий к этой категории геоматериалов из-за малой плотности (55 г/м2). Поэтому он официально именуется «холст решетчатый», а используется для решения вышеуказанных задач, позволяет экономить до 20% бюджета.

Нитепрошивные сетки для укрепление откосов называют вязаными, так как при изготовлении этого материала полипропиленовые, стекловолоконные или ПЭФ нити утка не переплетаются с основой на станках, а укладываются поверх них. После чего, прошиваются (сшиваются) в местах пересечения третьей нитью для снижения деградации материала от высоких растягивающих нагрузок.

На рапирных ткацких станках получают текстильную геосетку из мононити или двойной нити пропилена, полиэстера, стекловолокна. Для армирования грунта применяются классические сетки, в дорожном строительстве часто используются сетки, соединенные с полотном геотекстиля/дорнита.

Технология монтажа

В своде правил СП 45.13330 приведены технологии укрепления откосов различными способами. Применение геосетки является самым экономичным вариантом для индивидуального застройщика:

  • если выбрать георешетку, резко увеличится бюджет строительства и вероятность взаимного перемешивания слоев;
  • бюджетный геотекстиль не пригоден для армирования грунта.

Производить укрепление откосов сетками можно только в отсутствие подтопления и слабом водотоке. В сложных эксплуатационных условиях (паводковые воды и интенсивный водоток) поверх сетки добавляется георешетка, ячейки которой заполняются бетоном или крупнофракционным щебнем.

Технология укрепления откосов сеткой состоит из операций:

  • изготовление траншей – глубина верхней 0,4 м, нижней 0,3 м, профиль треугольный (1:2) или трапецеидальный (1:1), расстояние верхней выработки до бровки склона 0,2 – 0,6 м;

Траншеи для фиксации материала.

  • укладка сетки – при небольшом уклоне (1:2 и более) обычно производится продольная раскатка рулонов геоматериала с перехлестом 0,2 м, на крутых склонах для обеспечения устойчивости рекомендуется поперечная раскатка от бровки книзу;

Укладка рулонов поперечная.

  • фиксация материала – 20 см анкеры из 3 – 5 мм проволоки (Г-образные или П-образные) крепят материал к земле через 5 м по длине рулона, в трех точках по его ширине;

Анкеры для фиксации геосетки.

  • отсыпка верхнего эксплуатируемого слоя – глинистый грунт, песок крупной фракции или крупнообломочная, скальная почва, согласно ГОСТ 25100 и СП 34.13330;

Минимальная толщина слоя на откосах 10 см, на постоянных дорогах 40 см.

В индивидуальном строительстве сетки часто применяются для укрепления слабых оснований:

  • технология защитно-армирующей прослойки –  материал укладывается поверх существующего основания, выступает за склон на 0,5 м и удерживает верхнюю насыпь от расползания;

Армирующая защитная прослойка из сетки.

  • метод силовой обоймы – геосетка укладывается под насыпь, после уплотнения первого слоя края материала заводятся внутрь под следующий слой;

Обойма силовая из геосетки.

Это позволяет снизить в сильный мороз деформацию материалов, повысить эксплуатационный ресурс и обойтись без замены слабых почв, их вывоза за пределы стройплощадки.

Чрезмерно крутые откосы устраивают способом обертывания:

  • из геосетки с мелкой ячейкой выкраивают заготовки для плоских мешков-матов;
  • набивают их грунтом;
  • укладывают послойно с требуемым уступом в зависимости от существующего или проектируемого ландшафта.

Технология обертывания.

Для этого используется продольно вытянутая сетка (одноосно ориентированная). Укладка производится по нижеприведенной схеме:

  • основание подготавливается согласно проекту;
  • каждый кусок материала выкраивается с запасом для обертывания;
  • максимум три ряда матов укладываются друг на друга и выравниваются
  • пространство позади них отсыпается вровень с верхним краем.

Схема укладки матов из сетки.

Важно! По мешкам из геосетки со слоем засыпки менее 15 см запрещено передвижение транспорта.

Рекомендуемый коэффициент уплотнения составляет 0,96 единиц. Материал в пределах одного слоя следует соединять следующим способом, приведенным на рисунке:

Способ соединения геосетки по длине.

Все получившиеся волны необходимо устранить натяжением геоматериала за противоположные края и прижать специальным грузом вплоть до полной засыпки с виброуплотнением верхнего слоя.

Армирование сеткой насыпи перед облицовкой блоками.

Геосетки являются бюджетным вариантом для облицовки насыпей бетонными блоками, так как жестко связывают структуру откоса и предотвращают выдавливание декоративной облицовки почвами.

Совет! Если вам нужны строители для возведения фундамента, есть очень удобный сервис по подбору спецов от PROFI.RU. Просто заполните детали заказа, мастера сами откликнутся и вы сможете выбрать с кем сотрудничать. У каждого специалиста в системе есть рейтинг, отзывы и примеры работ, что поможет с выбором. Похоже на мини тендер. Размещение заявки БЕСПЛАТНО и ни к чему не обязывает. Работает почти во всех городах России.

Если вы являетесь мастером, то перейдите по этой ссылке, зарегистрируйтесь в системе и сможете принимать заказы.

Хорошая реклама

Читайте также

Армированные грунтовые склоны, крутосклонные геоткани

Крутые склоны более 45°

Склоны более 45˚ обычно включают ступенчатые формы из сварной проволочной сетки, которые упрощают установку. Сварная стальная проволока из черной стали используется для разработки системы обертывания забоя, которая остается на месте для облегчения уплотнения и выравнивания забоя при работе с крутыми склонами.

Для уклонов более 70˚ мы предлагаем систему подпорных стен SierraScape®. Эта система корзин из сварной проволоки соединяет георешетку Tensar с корзиной системы с помощью надежного механического соединения, которое снижает вероятность возникновения проблем с устойчивостью поверхности.

Склоны армированного грунта с растительностью (местная растительность / биоинженерия)

На протяжении веков методы почвенной биоинженерии использовались для защиты и восстановления уязвимых экосистем и водоразделов с помощью местных насаждений. Эта технология поддерживает благоприятные для экосистемы и растительные системы, которые обеспечивают водную среду обитания, борьбу с эрозией и другие преимущества.

Почвенная биоинженерия может достичь новых высот благодаря строительству покрытых растительностью армированных почвенных склонов (VRSS) на сильно крутых участках.Полностью спроектированные, эти экологически и конструктивно безопасные установки обеспечивают безопасные, экономичные и экологически ответственные решения на реках, ручьях, береговых линиях, склонах возвышенностей и в местах борьбы с наводнениями. VRSS также может использоваться для защиты и восстановления территорий, нарушенных в результате строительства или стихийных бедствий.

Различные варианты облицовки

Решения Tensar RSS

совместимы с различными вариантами облицовки. Если ваш проект должен естественным образом сочетаться с окружающей средой, мы предлагаем облицовку с растительностью, которая сохраняет природную красоту.Для проектов, где важна экономия средств и проект не требует немедленной эстетической привлекательности, можно быстро установить гидропосев с семенами цветов или трав. Гидропосев является распространенным выбором облицовки для таких проектов, как эстакады и дороги. Когда требуется мгновенная визуальная привлекательность, можно использовать дерн и ландшафтную инженерию, чтобы быстро представить законченный вид, который улучшает внешний вид и ценность проекта. Эти варианты наиболее популярны в жилых или коммерческих объектах.

Для других нужд облицовки решения Tensar RSS можно использовать с облицовкой камнем или архитектурным шпоном. Компоненты каменной облицовки быстро и равномерно укладываются, создавая более однородную поверхность стены; их гибкость и возможности подключения помогают противостоять дифференциальной осадке. Проволочная форма заполняется местным или импортным камнем, цвет и размер которого можно указать для желаемого внешнего вида. Архитектурный шпон, обработанный сложенным камнем, или лицевая поверхность, вылепленная из торкрет-бетона, может обеспечить уникальную, но традиционную отделку.

Применения для сброса давления

В дополнение к проектам разделения уровней система SierraScape может использоваться для сброса давления для поддержки грунта и строительных нагрузок ниже уровня земли, обеспечивая более быстрое и более доступное решение. Поскольку система эффективно поддерживает окружающую насыпь, исключаются боковые нагрузки почвы на нижележащие конструкции. Результат: более дешевые фундаментные стены, которые конструктивно эквивалентны обычным установкам, в том числе монолитным.Стены сброса давления SierraScape могут использоваться для строительства фундаментов и существующих мостов, противопаводковых стен и других проектов нового строительства или реконструкции.

Армирование грунта и конструкции склонов

Укрепление грунта с помощью георешетки

Проблемы, возникающие при изменении склонов почвы. Изменение углов склона почвы за пределы их естественного угла естественного откоса может привести к нестабильности склона. Такая ситуация может возникнуть при срезании откосов для прокладки новой магистрали или для получения площади под застройку на наклонном участке.

Наша армирующая георешетка, используемая вместе с грунтом, позволяет грунту работать лучше, чем в неармированном состоянии. Кроме того, они позволяют почвам выдерживать большие нагрузки и стоять под более крутыми углами. Георешетки укладываются горизонтально в уплотненный грунтовый массив при строительстве, усиливая его за счет высокой прочности на растяжение, малой деформации и хорошего взаимодействия с грунтом.

Грунтовые склоны с низкой несущей способностью или в сейсмоопасных районах. Наши откосы и конструкции из армированного грунта идеально подходят для строительства на грунтах с низкой несущей способностью, потому что они могут выдерживать дифференциальную осадку намного лучше, чем более жесткие решения. Это также является большим преимуществом в сейсмических зонах, где наши решения подвергались воздействию значительных сейсмических явлений.

Решения Maccaferri для укрепления почвы обеспечивают устойчивость. Наш непревзойденный ассортимент армирующих георешеток, в том числе MacGrid® WG , Paragrid® и Paralink® , максимизирует возможность повторного использования добытых на месте материалов в качестве обратной засыпки армированного склона.Это экономит на экспорте и импорте материалов с площадки, обеспечивая устойчивость и сокращая количество загрязняющих окружающую среду перемещений грузовиков.

Потенциальная экономия средств. Экономия затрат за счет повторного использования материала с георешетками может быть существенной для проекта. Это главная задача наших инженеров, когда они начинают работать с клиентами над решениями по укреплению откосов.

Гибридные конструкции обеспечивают экономичность и функциональность

Благодаря нашим навыкам и опыту в этой области решений, а также использованию нашего программного обеспечения для проектирования MacSTAR, мы можем комбинировать георешетки с другими системами, такими как Terramesh® и Green Terramesh®, для создания гибридных структур, предлагающих дополнительные преимущества экономической эффективности и улучшенной строительной способности.

Мы гордимся нашим опытом строительства мегасооружений. Этот опыт позволил нам успешно построить множество «мегаструктур»; наши откосы и конструкции из армированного грунта обычно имеют высоту более 30 м. На самом деле, мы успешно спроектировали и реализовали конструкции высотой более 70 м; вероятно, самые высокие подобные сооружения в мире, созданные любым поставщиком.

Вынос растительности на укреплённые откосы

Там, где клиентам требуется «зеленый» откос, важна растительность готового армированного откоса.Мы также можем помочь в выборе подходящих семенных смесей, верхнего слоя почвы и средств защиты от эрозии. Наша сегментная блочная стена MacWall®, облицованная армированным грунтом, придает более формальную и городскую архитектурную эстетику. Облицовка из бетонных блоков обеспечивает эстетику каменной стены, но с опорой на грунт, армированный георешеткой, в качестве обратной засыпки. Это дает нашим клиентам преимущества в производительности, стоимости и эффективности строительства.

Забивание грунта как альтернатива укреплению откосов. Если в проекте недостаточно места для строительства армированного грунтового склона, можно использовать гвозди для грунта. Забивка гвоздями в грунт обеспечивает общую устойчивость откоса, MacMat предлагает гибкие варианты укрепления и защиты поверхности для использования между гвоздями в грунте.

Наши конструкции для укрепления грунта и откосов надежно поддерживают автомагистрали, железнодорожные насыпи и недвижимость по всему миру.

Армированные крутые склоны | Селл-Тек

Стабилизация крутых склонов защищает ландшафты с крутыми склонами от эрозии почвы и способствует процветанию экосистемы.Стабилизация может выглядеть совершенно по-разному от проекта к проекту в зависимости от множества факторов окружающей среды и инженерных целей. Существует множество продуктов и систем стабилизации откосов, каждая из которых предназначена для получения конкретных результатов. При разработке стратегии стабилизации склонов необходимо учитывать некоторые основные факторы, в том числе сроки реализации проекта и общую атмосферу, которую хочет создать ландшафтный дизайнер или дизайнер.

Какую бы стратегию вы ни выбрали, стабилизация склонов поможет вам избежать смещения почвы, которое может легко дестабилизировать строения, деревья и растительность.Поскольку эрозия почвы обычно происходит в результате стока воды, укрепленный склон почвы также помогает защитить водно-болотные угодья и водотоки от различных форм загрязнения.

Будучи чрезвычайно универсальным методом укрепления склонов грунта, стабилизация склонов с помощью георешетки позволяет инженерам и специалистам-строителям удовлетворять свои особые потребности и потребности, используя различные методы. Cell-Tek Geosynthetics является ведущим поставщиком георешеток и предлагает широкий спектр решений для обеспечения полного укрепления склонов почвы.

Преимущества стабилизации склона

Откос, армированный георешеткой, может принимать различные формы, и каждая из них идеально подходит для различных ситуаций и целей. В то время как некоторые системы могут быть покрыты верхним слоем почвы и растительностью для создания естественных зеленых ландшафтов, другие заполняются гранулированными заполнителями, такими как гравий или камни. В других стабилизационных конструкциях используется бетонно-армированное покрытие, которое включает в себя армирование откосов заливаемой на месте влагоотверждаемой жидкостью.

Какую бы систему вы ни выбрали, Cell-Tek обеспечивает удержание грунта, стабилизацию берегов и защиту каналов, которые работают даже при экстремальных механических и гидравлических нагрузках.Наши системы предлагают идеальное решение для:

  • Защита от стока, образования ручьев и оврагов, а также эрозионных сил
  • Уменьшение оползания и миграции грунта
  • Способствует сцеплению растений и корней для дальнейшей стабилизации почвенных массивов и склонов
  • Содействие инфильтрации и ограничение воздействия гидростатических сил
  • Уменьшение количества необходимого поверхностного покрытия (верхний слой почвы, гравий или бетон)
  • Максимизация стоимости жизненного цикла проекта
  • Обеспечение свободного потока воды, питательных веществ и почвенных организмов
  • Улучшение роста растений, улучшение состояния почвы и визуальной привлекательности ландшафта

Методы стабилизации крутых склонов

Поскольку нет двух абсолютно одинаковых склонов, мы можем использовать различные методы для удовлетворения уникальных требований географии, топографии, характеристик почвы и климата каждого проекта.Вот несколько распространенных методов стабилизации крутых склонов:

  • Методы стабилизации опор . Эти методы охватывают всю инфраструктуру, предназначенную для повышения устойчивости откосов, включая подпорные стены, сваи, предварительно напряженные анкеры, анкерные болты, забивание грунта, геосинтетическое армирование и набрызг-бетон. Геосинтетические материалы и другие продукты Cell-Tek определили многие передовые отраслевые практики в этой категории.
  • Методы стабилизации грунта .Стабилизация грунта включает в себя механические средства, такие как блокирующие ячеистые сетки и различные варианты заполнения для предотвращения дестабилизации связанных склонов.
  • Методы удаления и защиты . Эти продукты и процессы помогают очищать неустойчивый материал, который обычно лежит в верхнем слое склона. Одним из примеров является противоэрозионная защитная сетка.
  • Техника дренажа воды . Любая вода, попавшая в грунт или горную породу, неизбежно вызовет повышение порового давления воды, что может резко снизить общую устойчивость склона.Для борьбы с этим процессом методы дренажа воды ограничивают поступление воды и контролируют уровень грунтовых вод.

Стабилизация склона из геосинтетики Cell-Tek

Независимо от того, вызвано ли это дождевым стоком или широким диапазоном гидравлических и механических давлений, любой склон значительной градации неизбежно в конечном итоге испытает дестабилизацию. Независимо от того, какой проект стабилизации склона находится под рукой, существует система георешетки, соответствующая требованиям работы.

Являясь лидером в этой области, компания Cell-Tek Geosynthetics может предотвратить дестабилизацию откосов, помогая вам выбрать продукты и методы стабилизации, которые подходят именно вам.Для получения дополнительной информации о наших сетках для стабилизации склонов и других решениях по эрозии склонов, пожалуйста, свяжитесь с нами или запросите расценки для вашего проекта сегодня.

Армированные грунтовые склоны, крутосклонные геоткани

Уклоны с углом наклона до 45°

Склоны с углом наклона поверхности до 45° могут быть стабилизированы за счет включения армирующих георешеток Тенсар, уложенных горизонтально от поверхности склона слоями. Прочность, шаг и длина георешеток будут зависеть от угла наклона, свойств материала наполнителя и любой дополнительной нагрузки.Обычно не требуется структурных облицовочных компонентов, что позволяет обрезать лицевую сторону до окончательного теста. В некоторых случаях перед посевом или посадкой для создания растительности может быть установлен мат для защиты от эрозии.

Система наклона

TensarTech Natural Green быстра и проста в установке, не требующей специальных навыков. Включив в дизайн зоны верхнего слоя почвы за лицевой структурой, можно создать «зеленую» поверхность с использованием выбранных растений, подходящих для местных условий, для создания полностью покрытой растительностью поверхности.

Уклоны до 70° Угол лица

Более крутые склоны с углом наклона забоя до 70° требуют поддержки на забое, а также внутренней стабилизации. В системе TensarTechGreenSlope используются георешетки для армирования грунта, надежно соединенные с облицовочными компонентами из сварной стальной сетки для конкретной системы. Будучи полностью интегрированной системой, конструкции TensarTech GreenSlope просты в установке, а модульный характер систем TensarTechGreenSlope обеспечивает быстрое строительство с использованием неспециалистов, в большинстве случаев без необходимости использования тяжелого подъемного оборудования или внешних опор.

Широкое основание блока из стабилизированного грунта означает низкое несущее давление и отсутствие необходимости в фундаменте, что значительно снижает затраты на целых 70 % по сравнению с бетонными подпорными стенами. Затраты можно дополнительно снизить за счет использования местных материалов для обратной засыпки, в том числе переработанных и полученных на месте материалов.

Преимущества систем TensarTechSlope

Системы удержания земли

TensarTech обеспечивают долгосрочную проверенную стабильность конструкции с расчетным сроком службы до 120 лет.Их простая конструкция сокращает затраты времени на строительство, может использовать полученные на месте материалы для структурного наполнения и предлагает меньшие требования к фундаменту, а в некоторых случаях вообще не требует фундамента.

Они представляют собой эстетически привлекательные «зеленые» варианты облицовки, используя выбранные насаждения в соответствии с местными условиями и включая простое создание сложной или изогнутой геометрии.

TensarTech используется комбинация георешеток, армирующих грунт, надежно соединенных с облицовочными компонентами. Использование высокопрочной армирующей георешетки Tensar снижает затраты за счет использования материалов обратной засыпки, включая связные грунты, переработанные и полученные на месте материалы.

Грунтовые конструкции, армированные георешеткой, достигают новых высот – журнал Geosynthetics

Сачин Мандавкар и Мехари Велду

РИСУНОК 1.S. Маршрут 460 РУС во время строительства

Армированные грунтовые конструкции представляют собой геотехнические системы, состоящие из армирующих элементов и в основном включают в себя механически стабилизированные земляные (МЗЭ) стены и армированные грунтовые откосы (РУС) ( Рисунок 1 ). Стены MSE и RSS строятся путем размещения чередующихся слоев арматуры и уплотненного грунта за облицовочным элементом, чтобы сформировать композитный материал, который действует как единое целое для сдерживания боковых сил. В древности в качестве почвоукрепляющих элементов использовали самые разные материалы, в том числе ветки деревьев и солому.Распространенными типами современных элементов армирования грунта являются стальные полосы, стальные сварные сетки, проволочная сетка, георешетки и листы геотекстиля. Использование облицовочной системы предотвращает рассыпание грунта между армирующими элементами и позволяет безопасно возводить очень крутые склоны и вертикальные стены. В качестве облицовки используется широкий спектр материалов, в том числе сборные железобетонные панели, сухие литые модульные блоки, сварная проволочная сетка, геосинтетика и габионы. Материал грунта, помещенный в зону армирования, называется армированной засыпкой, а грунт на месте или материал обратной засыпки, размещенный непосредственно за армированной зоной, называется оставшейся обратной засыпкой. На рисунках 2 и 3 показаны основные компоненты общей стены MSE и системы RSS соответственно.

РИСУНОК 2 Типичное поперечное сечение стены MSE РИСУНОК 3 Типовые поперечные сечения армированного грунтового откоса (RSS)

Использование стен MSE и RSS постепенно расширяется за последние четыре десятилетия благодаря преимуществам, которые они обеспечивают по сравнению с альтернативными конструкционными системами, удерживающими почву. Рентабельность и простота технологии строительства, скорость возведения и гибкость конструкций из армированного грунта являются одними из преимуществ, которые делают технологию популярной и очень привлекательной.Как описано выше, стены MSE и РУС могут быть усилены с использованием металлических и геосинтетических армирующих материалов. Эта статья, однако, фокусируется на геосинтетических, особенно георешетчатых, армированных конструкциях и не рассматривает другие типы армирования.

Геосинтетические материалы разрабатывались и использовались в качестве армирования в грунтоудерживающих конструкциях с начала 1970-х годов. Первая стена, армированная геотекстилем, была построена во Франции в 1971 году, а первая конструкция такого типа в США — в 1974 году.Георешетки для армирования грунта были разработаны примерно в 1980 году. Первое использование георешетки для армирования грунта было в 1981 году, а широкое использование продуктов георешетки в Соединенных Штатах началось примерно в 1983 году. С начала 1980-х годов использование геосинтетических материалов в конструкциях армированного грунта значительно увеличилось, и теперь они составляют растущую часть рынка армированного грунта. Технологические разработки в полимерной промышленности постоянно внедряются в новые геосинтетические продукты, улучшая свойства геосинтетических материалов, используемых в геотехнических приложениях.Продвижение геосинтетических материалов в качестве армирования конструкций из армированного грунта все еще продолжается, и вносятся улучшения в способ проектирования и строительства стен MSE и RSS. На сегодняшний день были спроектированы и успешно построены тысячи геосинтетически армированных грунтовых конструкций для автомагистралей и других применений, включая стены MSE и системы RSS. Большая часть этих конструкций была спроектирована с использованием георешетки в качестве армирующего элемента.

Методология проектирования и соображения

Проект стен MSE и RSS в большей степени зависит от вклада инженера-геотехника, чем для традиционных систем стен и неармированных насыпей.Этапы проектирования также более обширны, а проектирование армированных грунтом конструкций требует совместной ответственности за проектирование между поставщиками материалов и владельцами или инженером владельцев. Традиционно все объекты гражданского строительства в Северной Америке проектировались с использованием методологии платформы расчета допустимых напряжений (ASD). Совсем недавно (1994 г. в США) методология расчета коэффициента нагрузки и сопротивления (LRFD) была внедрена в методы проектирования конструкций автомобильных дорог, таких как стены MSE. В настоящее время метод LRFD в различных формах применяется во всем мире.Например, Еврокод использует методологию расчета предельных состояний (LSD), которая очень похожа на методологию LRFD. Методология LRFD еще не разработана для инженерных насыпей и РУС. Предельное равновесие, подход ASD по-прежнему используется для RSS, и коэффициент безопасности должен быть адекватным как для краткосрочных, так и для долгосрочных условий для всех возможных режимов отказа. Независимо от методологии платформы проектирования основные аналитические методы для армированных грунтом конструкций, такие как оценка внешней и внутренней устойчивости, остаются неизменными.Основное изменение заключается в способе сравнения нагрузок и сопротивлений и в том, как неопределенность учитывается в процессе проектирования. Компьютерные программы, такие как MSEW и ReSSA, разработанные ADAMA Engineering Inc., являются одними из наиболее часто используемых программ для проектирования стен MSE и RSS соответственно.

Внутренняя устойчивость геосинтетически армированных грунтовых конструкций в основном определяется поведением геосинтеза и его взаимодействием с армированным засыпным материалом. На взаимодействие грунт-геосинтетика влияют инженерные свойства армированного засыпного материала.Хотя теоретически армированная засыпка может состоять из широкого спектра типов грунта, гранулированные грунты рекомендуются Американской ассоциацией государственных служащих автомобильных дорог и транспорта (AASHTO) в качестве материала наполнителя для стен MSE из-за их высокой прочности, жесткости и проницаемости. . В случае RSS Федеральное управление автомобильных дорог (FHWA) рекомендует армированное заполнение с прохождением до 50% через сито № 200 (0,75 мм). Там, где отдельные гранулированные грунты недоступны, использование связных материалов может быть желательным для повышения экономической эффективности системы, но связный грунт представляет собой более сложный материал, и его использование не является стандартной отраслевой практикой.

Влияние геосинтетических характеристик на долгосрочные характеристики стен MSE и RSS следует тщательно учитывать в процессе проектирования. При проектировании грунтовых конструкций, армированных георешеткой, инженер-проектировщик должен тщательно учитывать механические свойства георешетки, ползучесть, повреждения при установке и долговечность, поскольку долговременная прочность напрямую зависит от этих свойств. Среди нескольких механических свойств предел прочности при растяжении георешетки является наиболее подходящим свойством для проектирования стен MSE и RSS.Повреждения при установке георешетки зависят от типа георешетки и градации армированного наполнителя. Для высоких конструкций из армированного грунта, где на георешетки воздействуют более высокие уровни напряжения, поведение ползучести может иметь решающее значение для успешной работы конструкции. Как правило, наиболее важные свойства долговечности связаны с термохимическим разложением, таким как окисление, гидролиз и воздействие ультрафиолетовых (УФ) лучей. Эти эффекты следует учитывать при проектировании на основе типа георешетки и условий проектирования.Как правило, для высоких конструкций из армированного грунта требуются одноосные георешетки с высокой прочностью на растяжение, хорошей стойкостью к разрушению и меньшей долговременной деформацией.

В течение многих лет армированные геосинтетиками грунтовые конструкции регулярно проектировались для достижения ограниченной высоты из-за неопределенностей проектирования, которые в первую очередь связаны со свойствами геосинтетических материалов и их взаимодействием с почвой. В последнее десятилетие прогресс в геосинтетических технологиях и лучшее понимание поведения армированных грунтовых конструкций позволили инженерам-проектировщикам использовать геосинтетические материалы, особенно георешетки, в качестве армирования стен MSE и RSS, чтобы достичь новых высот.

Истории болезни

В следующих примерах реализации проектов дорожной инфраструктуры будут представлены извлеченные уроки и показано, что использование армирования георешеткой является осуществимым и экономичным решением для высоких конструкций из армированного грунта, если в дополнение к качественным методам строительства выбраны надлежащие проектные соображения и материалы.

Шахтная дробилка Cortez Hills MSE настенная

На рудник Cortez Hills в Кресент-Вэлли, штат Невада, была добавлена ​​новая основная дробилка.Местность в оптимальном месте для новой дробилки была чрезвычайно сложной. В здании дробилки находится первичная дробилка, установленная на железобетонном фундаменте размером 45 × 60 футов (14 × 18 м) с максимальной реальной нагрузкой 11 000 фунтов на квадратный фут (53 707 кг/м 2 ). Переход между верхней и нижней площадками с каждой стороны первичной конструкции дробилки был спроектирован с использованием стенок дробилки MSE, которые простираются на 60–80 футов (от 18 до 24 м) с каждой стороны дробильной конструкции до крутых откосов насыпи.

Геотехнические исследования включали выемку восьми испытательных шурфов глубиной от 3 до 18 футов (от 1 до 5,5 м), бурение одной скважины на глубину 100 футов (30,5 м) и выполнение пяти сейсморазведочных работ. Подповерхностные условия при разведке в целом были стабильными и состоят преимущественно из хорошо отсортированного гравия и булыжника, переходящего в коренные породы известняка и алевролита на глубине от 1,5 до более 18 футов (от 0,5 до 5,5 м). Подземные воды не были обнаружены на максимальной разведанной глубине 100 футов (30.5 м). Максимальное ускорение при землетрясении 0,45 g рекомендуется для проектирования критически важных объектов на площадке Cortez Hills. Стены крыла MSE были спроектированы с использованием базового землетрясения (OBE) для события более низкого уровня. Ускорение ВТО, равное 0,18 g, примерно на треть больше, чем максимальное ускорение на историческом участке, и немного больше, чем оценка Геологической службы США для 475-летнего ускорения.

РИСУНОК 4 Разрез стенки шахтной дробилки Cortez Hills MSE.

Стены MSE с проволочным покрытием были спроектированы так, чтобы создать безопасную зону для разгрузки карьерных самосвалов и обеспечить стабильный доступ к дробилке.В самой высокой части стена MSE имеет высоту примерно 95 футов (29 м), включая уклон 2H:1V наверху, как показано на рис. 4 .

РИСУНОК 5. Фрагмент облицовки стены шахтной дробилки Cortez Hills MSE. РИСУНОК 6. Монтаж стены шахтной дробилки Cortez Hills MSE.

Стены MSE были построены с несколькими слоями первичной арматуры с использованием трех различных типов одноосных полиэфирных георешеток для оптимизации общей стоимости системы. Георешетки были установлены на середине высоты блоков обшивки стены MSE.Проволочная сетка двойного кручения от блоков фасции была продлена на 9 футов (2,7 м) в армированную насыпь в качестве вторичного армирования. Крылья MSE были спроектированы так, чтобы выдерживать активную нагрузку карьерных самосвалов Liebherr T282 B, которые могут генерировать полную массу примерно 653 тонны (592 тонны) и выдерживать вибрационные нагрузки во время операции дробления. Правильный выбор, размещение и уплотнение насыпи были необходимы для снижения вероятности чрезмерной осадки подушек, уменьшения бокового давления на конструкцию дробилки и обеспечения надлежащих характеристик системы армирования стен MSE.Выбранный конструкционный наполнитель использовался в качестве армированного наполнителя позади дробилки, вокруг заглубленных инженерных коммуникаций, для стены MSE, в качестве выравнивающей насыпи под фундаменты и для покрытия подушек. На рисунках 5 и 6 показаны детали облицовки стеновой системы MSE и ее последующая конструкция соответственно.

Основные моменты проекта 9002 7 Cortez Hill Mine Crusher MSE Wall 7 Владелец: Barrick Gold Inc.
Расположение: Crescent Valley, Nev. 7 Генеральный подрядчик: EMES Constructions
Дизайн-инженер: Terracon Consultants .
Фасциальная система: Элементы Terrawall (плетеная проволочная сетка) с каменной облицовкой
Геосинтетические материалы: Одноосные георешетки Maccaferri, Нетканый геотекстиль
Геосинтетические материалы Производитель: Maccaferri Inc.


Переезд Маршрут 10 Западной Вирджинии: Укрепленный грунтовый склон

Проект состоял из строительства насыпи для перенесенного маршрута 10 Западной Вирджинии через Лорел-Бранч в округе Логан, штат Западная Вирджиния. Подстилающая порода на месте проекта состоит из формации Канава пенсильванского возраста серии Поттсвилл.Формация Канава обычно описывается как состоящая из песчаника (примерно 50%), сланцев, алевролитов и угля. Подповерхностное исследование показало наличие естественной аллювиальной почвы и существующего насыпного материала, состоящего из илистого или глинистого песка и гравия, на подошве предлагаемого склона и в днище долины.

РИСУНОК 7 Разрез RSS перемещенного WV Route 10.

В качестве альтернативных вариантов рассматривалась насыпь, состоящая из среднего откоса стены MSE или RSS 0,75H:1V. Из этих двух вариантов RSS был выбран Департаментом транспорта Западной Вирджинии (WVDOT) как приемлемый вариант из-за наличия на месте армированного наполнителя и других соображений.Почвы на участке состоят из остаточных мелкозернистых и крупнозернистых почв. Большая часть материала насыпи была получена при раскопках коренной породы на месте, а затем измельчена и просеяна в соответствии со стандартными спецификациями материалов WVDOT. RSS было предложено простираться от вершины насыпи проезжей части до высоты около 120 футов (36,6 м) в самой глубокой части долины. Выбранная насыпь насыпи была размещена в пределах предполагаемого подреза до отметки 720 футов (219,5 м) с конфигурацией переднего откоса 1.5H:1V, как показано на рис. 7 . Эта конфигурация создала уступ шириной примерно от 20 до 30 футов (от 6 до 9 м) в нижней части самой высокой части RSS. Водопропускная труба, которая ведет Лорел Бранч через насыпь, была построена в пределах выбранного материала основания насыпи, который был помещен на высоте 720 футов (219,5 м) до строительства РУС.

РИСУНОК 8 Деталь облицовки RSS перемещенного WV Route 10.

С помощью компьютерной программы ReSSA 3.0 была рассчитана арматура откоса с минимальным коэффициентом запаса прочности при общем и комплексном разрушении.Полученный минимальный долгосрочный запас прочности по глобальной устойчивости для всех сечений РУС соответствовал критериям проектирования WVDOT. RSS был построен с несколькими слоями основного армирования с использованием трех типов одноосных георешеток из полиэстера, расположенных вертикально на расстоянии 18 дюймов (46 см), и лицевой стороны из зеленой сетки из георешетки, обернутой в фасцию и расширенной в армированное заполнение в качестве вторичного армирования. В облицовке использовались сварные проволочные формы без покрытия, чтобы сохранить заполнение фасции. На Рисунке 8 показана деталь облицовки из сварной проволоки, используемая в этом проекте RSS, а На Рисунке 9 показан проект после завершения строительства.

РИСУНОК 9 Перемещенный WV Route 10 после завершения строительства RSS.

Проект Основные моменты 7 WV маршрут 10 RSS Владелец: West Virginia Dot
Расположение: Clyburn, W.Va.
Генеральный подрядчик: Vecellio & Grogan Inc.
Дизайн-инженер: Консультанты Terracon Inc.
Fascia System: Сварная проволочная форма с TRM и растительным покрытием
Геосинтетика Продукция: Maccaferri Одноосные георешетки, Нетканый геотекстиль
Геосинтетика Производитель: Maccaferri Inc.


Соединитель маршрута 460 США — Фаза II: Укрепленный грунтовый склон

6,2-мильная (10-километровая) трасса проезжей части US Route 460 Connector — проект Phase II создает новый участок четырехполосной разделенной автомагистрали, которая в основном служит соединителем будущей скоростной автомагистрали Coalfields Expressway от сообщества Breaks, Вирджиния. Новая трасса проезжей части проходит по горной и густолесистой местности с широким спектром геологических образований, состоящих преимущественно из песчаника, сланца и угля.

РИСУНОК 10 Деталь облицовки RSS-трассы US Route 460.

В рамках этого проектно-строительного проекта сварные РУС с проволочной оболочкой в ​​диапазоне размеров от 0,75H:1V до 1,5H:1V, с максимальной высотой 80 футов (24 м) и общей длиной 550 футов (168 м). ) был построен вдоль трассы проекта, чтобы получить достаточную ширину проезжей части. В качестве альтернативы можно было бы построить очень длинные и крутые насыпи, но это значительно увеличило бы стоимость, продолжительность строительства и повлияло бы на лес.РУС был заложен на коренной породе ниже или достаточно высоко над угольным пластом и протянут через участки выемки и насыпи. RSS был построен с несколькими слоями основного армирования с использованием одноосных полиэфирных георешеток, расположенных вертикально на расстоянии 18 дюймов (46 см), и двухосных полипропиленовых георешеток, обернутых в фасцию и расширенных в армированное наполнение в качестве вторичного армирования. В облицовке использовались оцинкованные сварные проволочные профили для удержания фасциальных камней. На рис. 10 показана деталь облицовки сварной проволоки, использованная в этом проекте RSS.

Компьютерные программы ReSSA 3.0 и Slide 6.0 использовались для анализа внутренней, составной и глобальной стабильности предложенного РСС. Анализы конструкции включали режимы отказа как по окружности, так и по клину для репрезентативных поперечных сечений РУС. Результаты анализа обеих программ показали схожие факторы безопасности и поверхности отказов.

Первоначально РУС проектировался с использованием параметров грунта, рекомендованных в геотехническом отчете. Однако отчет о ситовом анализе вынутого и измельченного материала на месте показал более высокий, чем хотелось бы, процент материала, оставшегося на 4-дюймовом (10-сантиметровом) сите.Эта градация привела к неизвестному коэффициенту уменьшения повреждения установки, и потребовалась оценка повреждения установки на месте. Это привело к задержке проекта на несколько недель, так как строительство RSS было на критическом пути. Чтобы избежать задержек в строительстве, подрядчику было поручено начать строительство РУС при условии, что основная арматура будет размещена на расстоянии 9 дюймов (23 см) по вертикали вместо 18 дюймов (46 см) до тех пор, пока не будут получены коэффициенты снижения ущерба при установке. Результаты испытаний на повреждение при установке на месте соответствовали первоначальным проектным предположениям, и, следовательно, вертикальное расстояние между георешеткой основного армирования было возвращено к исходному расчетному расстоянию в 18 дюймов (46 см).Поскольку это проект, построенный по дизайну, тесное сотрудничество с подрядчиком было важно для оперативного внесения изменений в проект с учетом изменений во время строительства. На рис. 11 показано типичное поперечное сечение этого проекта RSS.

РИСУНОК 11 Сечение RSS-трассы US Route 460.
Заключение

По сравнению с обычными конструкциями, поддерживающими грунт, конструкции из армированного грунта имеют очевидные и значительные преимущества, в том числе экономичность, простоту технологии строительства, скорость возведения и гибкость конструкции.Высокие грунтовые конструкции, армированные георешеткой, должны быть спроектированы с учетом конкретного проекта с учетом повреждений при установке георешетки, долгосрочных характеристик георешетки (ползучесть и долговечность) и поведения взаимодействия грунт-георешетка.

Основные моменты проекта 9004
США Маршрут 460 разъема RSS 9002 9002 Владелец: Virginia Dot
Расположение: Grundy, VA. 7 Генеральный подрядчик: Bizzack Construction LLC
Дизайн-инженер: Collin Group
Fashia Система: Сварная проволочная опалубка с двухосной георешеткой и каменной облицовкой
Геосинтетика Продукция: Maccaferri Одноосная георешетка, Нетканый геотекстиль
Геосинтетика Производитель: Maccaferri Inc.

Эффективность анкеров из геоячеистой стены, георешетки и микросвай для смягчения неустойчивых откосов | Геоэкологические бедствия

В этом исследовании изучалась эффективность геоячеек и микросвай вместе с грунтом, армированным георешеткой, для стабилизации склона. Сначала был проведен численный анализ проектной площадки с использованием геоячейки, георешетки и микросвай. Затем в полевых условиях были применены микросваи, георешетка и георешетка, чтобы смягчить нестабильность склона в соответствии с численным результатом.Далее — материалы и методы, используемые в процессе исследования.

Георешетка

Георешетка представляет собой сотовую трехмерную ячеистую структуру (рис. 5), которая удерживает заполненные уплотненные материалы, уменьшает боковое перемещение частиц грунта и распределяет прикладываемые нагрузки на более широкую площадь. Geocell обычно используется при строительстве каналов, насыпей, подпорных стен, железных и автомобильных дорог, устойчивости откосов (Батерст и Джарретт, 1988; Даш и др., 2003). Geocell представляет собой покрытие из трехмерных ячеистых структур, нанесенное на поверхность и стену склона для значительного повышения устойчивости к эрозионным силам, таким как сток дождевой воды на крутых или неустойчивых склонах или склонах, подвергающихся сильным гидравлическим или механическим нагрузкам (Wu and Austin 1992). .

Рис. 5

Схематический чертеж типовой объемной георешетки и физические, механические и гидравлические параметры

Материалы наполнителя

Для заполнения удельный вес материала наполнителя составлял 2,66. Точно так же предел текучести и предел пластичности глины составляли 40% и 19% соответственно. Максимальная сухая плотность, оптимальная влажность, Стандартный тест Проктора составили 18,2 кН/м 3 и 13,2% соответственно. Эффективный размер частиц (D 10 ) составлял 0,26 мм.Угол внутреннего трения составлял 40 градусов. Песок использовался плохо отсортированный по единой системе классификации почв (ЕСПК). Средний размер гравия составил 12 мм по единой системе классификации почв, фракционный гравий (ГП).

Обычно некоторые наполнители дороже, чем материалы более низкого качества. Требования градации для гранулированного армированного наполнителя, градация 4 дюйма – 100% прохождения, 40 мм – 60% прохождения, 200 мм – 50% прохождения и индекс пластичности ≤20 (AASHTO T-27, T90).

Для этого исследования в качестве наполнителя использовался GM (алевритовый гравий) в соответствии с системами ISC и USC.

Георешетка

Георешетка изготавливается из полимеров типа ПЭТ (согласно ASTM D2455, ASTM 4603 согласно ASTM D1248), они имеют отверстия различных размеров между отдельными ребрами в поперечном и продольном направлениях. Георешетки из ПЭТ и ПЭВП имеют минимальную стойкость к ультрафиолетовому излучению в соответствии с ASTM D4355. Георешетки (а) растягивают в одном, двух или трех направлениях для улучшения физических свойств, (б) изготавливают на ткацком/трикотажном оборудовании стандартными методами текстильного производства.

В этом исследовании используется двухосная георешетка с характеристиками, показанными на (Рис. 6).

Рис. 6

Сетка, используемая в полевых условиях, и свойства георешетки

Микросвая

Микросвая использовалась в неустойчивом откосе с геоячейкой. Микросвая имеет небольшой диаметр, ее легко транспортировать и устанавливать даже человеку средней квалификации. Микросвая воспринимает осевые и боковые нагрузки, поэтому ее можно соорудить в любом типе грунта/скалы/песка.Микросвая зависит от местоположения, уклона, поперечного сечения, длины, расстояния между группами и бетонной верхней балки микросваи (Lizzi 1982). В этом примере микросваи залиты на месте с просверленным отверстием в средней трубе MS диаметром 101 мм и заданным размером 150 мм (диаметр). Заливка цементного раствора производилась в пробуренной скважине под давлением с помощью перфорированной трубы для распространения раствора в окружающий грунт. После завершения процесса заливки арматура опускается в отверстие.

Методы анализа

В этом исследовании, этап 2 (2002 г.), программа Rocscience FE использовалась для моделирования и анализа сложной многоступенчатой ​​модели (рис.7) для анализа устойчивости откосов. Материальные свойства модели приняты как; Модуль упругости 15 000 кПа, коэффициент Пуассона 0,3, предел прочности при растяжении 5 кПа, угол трения 30°, сцепление 5 кПа, как показано в таблице 1. Для вертикальной границы u x  = 0 и u y является свободным и для горизонтальной границы; ux = uy =  0. Критерий разрушения Кулона Мора используется для моделирования модели. Метод снижения прочности на сдвиг (SSR) методом конечных элементов (FE) и упрощенный метод Бишопа использовались для анализа проблемы устойчивости откоса, чтобы получить представление о поведении массива грунта, прогрессирующих разрушениях и явном моделировании разрывов.В обоих методах сначала были проанализированы и проверены на устойчивость существующие условия обрушения склона (FoS < 1 или FoS > 1). При FoS < 1 для улучшения устойчивости откосов и увеличения запаса прочности существующий грунт был укреплен с использованием комбинации микросваи, георешетки и георешетки.

Рис. 7

Схематическая диаграмма уклона для моделирования на основе FEM

Таблица 1 Параметры моделирования

Метод снижения прочности на сдвиг (SSR) анализа устойчивости откоса методом конечных элементов (FE) представляет собой простой подход, который включает в себя систематический поиск коэффициент снижения напряжения (SRF) или значение коэффициента безопасности, которое доводит наклон до самого предела разрушения.Метод SSR предполагает прочность по Кулону Мора для материалов откосов. Критерий прочности Кулона Мора является наиболее широко применяемым критерием разрушения в геотехнической инженерии. Уникальной особенностью этой линейной модели разрушения является тот факт, что она может быть просто и явно выражена как в пространстве главных (σ 1 3 ) напряжений, так и в пространстве нормальных к сдвигу (τ-σ n ) напряжений. Простота, явное представление как в пространстве главных напряжений, так и в пространстве нормальных к сдвигу, адекватное описание поведения прочности для широкого круга материалов и простота получения параметров критерия Мора-Кулона объясняют его популярность.{\prime}}{\mathrm{F}.} $$

Шаги систематического поиска критического значения запаса прочности F, приводящего ранее стабильный наклон (F ≥ 1) на грань отказа, следующие:

  • Шаг 1: Разработайте КЭ-модель склона, используя соответствующие характеристики деформации и прочности материалов. Рассчитайте модель и запишите максимальную общую деформацию.

  • Шаг 2: Увеличьте значение F (или SRF) и рассчитайте параметры материала Кулона Мора, как описано выше.Введите новые прочностные характеристики в модель уклона и выполните повторный расчет. Запишите максимальную общую деформацию.

  • Шаг 3: Повторяйте шаг 2, используя систематические приращения F, пока КЭ-модель не сойдется к решению, т. е. продолжайте уменьшать прочность материала до тех пор, пока наклон не рухнет. Критическое значение F, сразу после которого происходит отказ, будет коэффициентом запаса прочности.

Для уклона с коэффициентом безопасности менее 1 процедура такая же, за исключением того, что дробные значения F будут систематически уменьшаться (переводя в приращения коэффициентов прочности) до тех пор, пока уклон не станет стабильным.

Основным преимуществом метода SSR является использование факторизованных параметров прочности в качестве входных данных для моделей, что позволяет использовать этот метод с любым существующим программным обеспечением для анализа КЭ (рис. 7). Все, что требуется от аналитика склонов, — это вычисление факторизованных параметров силы Кулона Мора.

Упрощенный метод Бишопа (Bishop, 1955) широко используется при анализе устойчивости откосов и считается лучшим методом предельного равновесия для расчета коэффициентов безопасности круглых поверхностей скольжения.В этом методе силы между слоями предполагаются горизонтальными, или вертикальными силами между слоями пренебрегают, равновесие вертикальных сил и равновесие моментов относительно центра круговых поверхностей скольжения выполняются, но равновесие горизонтальных сил не рассматривается. .

Упрощенный анализ выглядит следующим образом:

$ $ {\ displaystyle \ begin {array} {l} \ tau = \ frac {1} {F} \ left (c \ hbox {‘} + \ sigma \ hbox {‘} \ tan \ phi \ hbox { ‘}\right)\\ {}\end{массив}} $$

(3)

Найти σ ‘ решить силы в вертикальном направлении, чтобы получить

$$ W-\frac{1}{F}\left(c\hbox{‘}+\sigma \hbox{‘}\tan \phi \hbox{‘}\right)\Delta X\tan \alpha -\left(\sigma \hbox{‘}+u\right)\Delta X=0 $$

(4)

$$ \следовательно \sigma \hbox{‘}=\frac{Wu\Delta X-\frac{1}{F}c\hbox{‘}\Delta X\tan \alpha }{\Delta X\left (1+\left(\tan \phi \hbox{‘}\tan \alpha \right)/F\right)} $$

(5)

Теперь F = сумма (максимальные силы сопротивления вокруг дуги)/сумма(движущие силы вокруг дуги)

$$ =\frac{\sum \left(c\hbox{‘}+\sigma \hbox{‘}\tan \phi \hbox{‘}\right)\Delta X\sec \alpha}{\sum W\sin\alpha } $$

(6)

$$ =\frac{\sum \left\{\left[c\hbox{‘}\Delta X+\left(Wu\Delta X\right)\tan \phi\hbox{‘}\right]\frac {1}{M_{\alpha}}\right\}}{\sum W\sin \alpha} $$

(7)

Где, \( {M} _ {\ alpha } = \ cos \ alpha + \ frac {\ sin \ alpha \ tan \ phi \ hbox {‘}} {F} \)

τ  = сопротивление сдвигу

Σ

Σ = Нормальный стресс

Φ = Угол трения

W = Вес среза

Δx = Ширина среза

U = Поравное давление

Для облегчения анализа устойчивости откосов для большого количества потенциальных поверхностей разрушения и различных условий используются компьютерные программы.Метод Бишопа дает коэффициенты безопасности, которые выше, чем те, которые получены при использовании обычного метода срезов. Более того, эти два метода не приводят к одному и тому же критическому кругу. Также было обнаружено, что расхождение увеличивается с увеличением центрального угла критической окружности. Анализ более тонкими методами с учетом сил, действующих на стороны срезов, показывает, что упрощенный метод Бишопа дает ответы на коэффициенты запаса, близкие к правильному ответу.

Мы численно смоделировали проектную площадку с использованием FEM в статическом состоянии, рассматривая ее как континуум с помощью подхода SSR. По определению коэффициента запаса прочности обрушившегося откоса проводится послеаварийный анализ. В то время как с помощью методологии МКЭ напряжение, возникающее в склоне, определяется как сосредоточенное на вероятном разрушении. Анализ был выполнен с использованием программного обеспечения Phase2. FEM, широко распространенный метод численного моделирования уклонов, работает по принципу дискретизации всей конструкции на фиксированное количество элементов, посредством которых происходит непрерывное изменение свойств материала.Для дискретизации конструкции откоса использовались двумерные элементы с тремя изогнутыми треугольными плоскими деформационными элементами. Был принят подход SSR с критериями безотказности. Поскольку максимальная сдвиговая деформация зоны разрушения совпадает с поверхностью разрыва, предполагается, что механизм разрушения уклона непосредственно связан с развитием сдвиговой деформации.

Последовательность метода строительства

Методы строительства с армированием грунта с помощью георешетки хорошо описаны Simac (1990).Точно так же Dash и соавт. (2007) объяснили, как георешетка действует как жесткий матрас и может распределять приложенную нагрузку на большую площадь поверхности. Кроме того, Zhang et al. (2010) объяснили, как георешетка может уменьшить осадку и увеличить несущую способность. (Буш и др., 1990) рассказали о конструкции объемной георешетки и ее установке в полевых условиях. Elarabi и Soorkty (2014) рассказали о микросваях и подходящих методах бурения для армирования микросваями.

В данном исследовании также, как и при выполнении любых других общестроительных работ, сначала была расчищена площадка, убраны лишние обломки обрушившегося откоса и построена дорожка для начала работ по защите откоса.В методе защиты использовались забивные микросваи с комбинацией георешетки и георешетки, как показано на (рис. 8). Работы по защите откоса начались с подошвы откоса, и микросваи были забиты в грунт на разную глубину (рис. 9). Всего по всей длине склона было забито 139 микросвай разной длины от 10 м до 20 м с расстоянием 2 м/с, как показано на рис. 10. Как видно в разрезе, всего было построено четыре георешетки с основанием георешетки стена шириной 2,1 м, которая сужается до 0.7 м вверху, общая высота каждой стенки геоячейки составила 3,8 м. Геоячейки были прикреплены к земле с помощью J-образного крюка диаметром 20 мм с шагом 0,5 м по центру на обоих краях. Перед выполнением последующей стены георешетки уклон между предыдущей и последующей стенкой георешетки сохранялся за счет заполнения зернистыми материалами, армированными с помощью георешетки с интервалом 1 м по вертикали. После закладки микросвай по всей длине откоса была уложена стена георешетки и поддержание откоса, армированные георешеткой, и слой георешетки, который был заанкерен с помощью J-крюка диаметром 20 мм @ 0.75 м в обе стороны. Позже вдоль склона была проведена биоинженерия (использование растительности).

Рис. 8

а Установка микросваи, б Стенка георешетки, в Рис. 9

Микросвая, план компоновки стены георешетки

Рис. 10

Схематическая диаграмма в разрезе BB, показывающая установку микросваи, стены георешетки и армирования георешеткой

Анализ и результат

Уклон был оценен с коэффициентом безопасности, как упоминалось в предыдущих разделах.На рисунке 11 показано, что коэффициент запаса прочности существующего откоса до разрушения составляет 0,86, что было проанализировано в соответствии с методом снижения прочности на сдвиг (SSR). При моделировании также был отмечен коэффициент безопасности 0,882 для существующего уклона до разрушения, проанализированного по методу Бишопа (рис. 12). Поскольку и SSR, и метод Бишопа показали коэффициент безопасности менее 1, склон был склонен к обрушению, что было видно на площадке. Чтобы решить эту проблему, в моделировании были применены объемная георешетка, микросваи и георешетка, и снова была проведена оценка FoS.

Рис. 11

Максимальное касательное напряжение для откоса без армирования

Рис. 12

Поверхность скольжения по Бишопсу

Установлено, что коэффициент запаса прочности по откосу увеличился с 0,882 до 1,076 методом предельного равновесия. Бишопс (1995) предложил, чтобы для расчета коэффициента безопасности откоса весь склон был разделен на вертикальные срезы, и каждый из них был отдельно проанализирован с использованием кругового анализа разрушения для получения коэффициента запаса по отдельным срезам и суммирования для общего коэффициента запаса прочности. уклона.

Коэффициент запаса прочности по методу SSR составил 0,86 для естественного неармированного откоса, а коэффициент запаса прочности 1,13 после работ по армированию комбинацией микросваи, георешетки и георешетки (рис. 13). Из рис. 14 видно, что коэффициент запаса прочности по методу Бишопса составил 1,076 после смягчения откоса комбинацией микросваи, георешетки и георешетки, что составило 0,882 для естественного неармированного откоса (таблица 2). ). Коэффициент безопасности находился в диапазоне от 1 до 4, когда микросваи были забиты в склон.

Рис. 13

Максимальное напряжение сдвига для армированного откоса с микросваями, георешеткой и армированием георешеткой справа, поверхность скольжения по Бишопсу для коэффициента запаса прочности отдельных материалов

Таблица 2. Разница коэффициента запаса прочности по методу конечных элементов и методу предельного равновесия

Наклон обрушения был проанализирован при смягчении комбинацией микросваи, объемной георешетки и георешетки и было замечено, что коэффициент безопасности улучшился и стал больше 1 (рис.13 и рис. 14).

Результаты КЭ-анализа сравнивались с ответами, полученными с помощью метода предельного равновесия Бишопа, рассчитанного в программе Slide, разработанной Rocscience. Результат коэффициента безопасности КЭ очень хорошо согласуется с коэффициентом запаса прочности по методу предельного равновесия.

Исследование устойчивости земляного склона, армированного георешетками, при совместном воздействии осадков и землетрясений

В этом документе основное внимание уделяется пониманию проблемы динамического отклика гибкого обернутого армированного земляного склона при совместном воздействии землетрясения и дождя; создана численная расчетная модель армированного земляного откоса, учитывающая совместное воздействие землетрясения и дождя.Изучены динамическая реакция, поровое давление и распределение растягивающих напряжений арматуры под дождем перед землетрясением, дождем после землетрясения и землетрясением-дождем. Результаты показывают, что совместный эффект землетрясения и дождя является влиятельным фактором при динамическом анализе армированных земных склонов, анализу которого следует уделить внимание и изучить его в будущем. Сочетание георешетки и грунта эффективно улучшает деформацию склона и общую устойчивость, уменьшает вторичное разрушение склона и обеспечивает основу для проектирования сейсмостойких конструкций армированного земляного склона.

1. Введение

Неустойчивость склона является одной из наиболее распространенных геологических катастроф в инженерно-геологических работах. Для повышения его устойчивости было разработано множество методов армирования, включая анкеры [1–3], стены, прибитые к грунту [4–7], и армированные материалы [8–10]. Например, Чжан и др. изучено поведение и механизм разрушения армированных откосов с использованием грунтового гвоздя в различных условиях нагружения. В этом исследовании была проведена серия испытаний модели центрифуги на склонах, укрепленных стеной из грунтовых гвоздей, при трех типах условий нагрузки.Результаты испытаний показали, что забивание грунта значительно уменьшило деформацию откоса и, соответственно, задержало возникновение локализации деформации [11]. Линг и др. проанализированы как статические, так и динамические характеристики армированной подпорной стены. В испытаниях на центробежном встряхивающем столе реакцию стенок на 20 циклов синусоидальной волны с частотой 2 Гц и амплитудой ускорения 0,2 g сравнивают с результатами анализа. Ускорение засыпки, деформация слоев георешетки и деформация облицовки рассчитываются и сравниваются с результатами испытаний.Сравнение численных и экспериментальных результатов показало, что метод конечных элементов может благоприятно моделировать поведение конструкции, а также динамическое поведение. Результаты анализов подтвердили, что длина и шаг арматуры играют важную роль в минимизации деформаций стен и напряжений в арматуре [9]. Георешетка, еще один вид легкого поддерживающего компонента, становится все более и более популярной в армировании откосов из-за ее превосходных характеристик в отношении сейсмостойкости и преимущества экономии земли [12].Сырье, используемое в настоящее время для изготовления георешеток, включает полиэтилен высокой плотности, полипропилен и стекловолокно [13–15]. Эти материалы легкодоступны, безвредны для окружающей среды и дешевы, что делает георешетки экологичными и экономичными [16]. Наряду с быстрым развитием инфраструктурного строительства, особенно в развивающихся странах, георешетки играют все более важную роль в повышении устойчивости насыпи, несущей способности и долговечности земляного полотна.Например, при расширении дороги Чжэншан (Чжэнчжоу, Китай) в 2005 г. георешетки были изготовлены из полиэтилена высокой плотности, которые использовались для стабилизации подпорной стены и устоя [17]. Другой случай использования поддерживающих геосеток – при армировании обочины грунтовой дороги автомагистрали Чуда № 1 в г. Юньнань, Китай, в 1996 г., где были установлены георешетки из стекловолокна [18]. Кроме того, на итальянской дороге А1 георешетки применялись как для укрепления основания, так и для укрепления откосов [19].

Для более разумного размещения армирования необходимо полностью понимать механическое поведение земляных откосов, армированных геосетками, в различных геологических условиях. Предыдущие исследования указывали, что неустойчивость склонов обычно вызывается слабой прочностью грунта, избыточным весом поверхностных грунтовых масс и суровыми природными условиями землетрясений и осадков [20–25]. Поэтому было проведено множество исследований механического поведения земляного откоса, армированного геосетками, в различных геологических условиях [26].Например, с помощью теста на встряхивающем столе Ramakrishnan et al. изучали ускорения, смещения обернутого армированного земляного откоса и сегментных подпорных стен, армированных геотекстилем, при сейсмической нагрузке, и результаты показали, что эти стены могут выдерживать значительное ускорение до того, как произойдет боковое движение [27]. Было обнаружено, что сегментарная подпорная стенка выдерживает примерно в два раза большее критическое ускорение, чем стена с оберткой. Стены, армированные геотекстилем, могут адекватно работать при землетрясениях от умеренных до сильных (ускорение <0.5 г). В другом исследовании дополнительно изучалось влияние длины армирования, расстояния между армированием, плотности грунта и жесткости армирования на обернутом армированном грунтовом склоне при сейсмической нагрузке [12]. Из результатов работы [12] можно сделать вывод, что жесткость арматуры является ключевым параметром, определяющим сейсмическую реакцию и режим деформации стены, а не предел прочности арматуры на растяжение. Лата и др. основное внимание уделялось пониманию сейсмической реакции подпорных стен, армированных геосинтетикой, посредством испытаний на вибростенде на моделях модульного блока и подпорных стен с жесткой облицовкой.В результате вертикальные деформации стен с жестким покрытием не зависели от типа армирования. Увеличение количества арматуры привело к уменьшению осадок для всех модельных испытаний. С включением 3-х слоев георешетки вертикальные деформации были снижены примерно на 60% как в жестких облицованных, так и в модульных блочных стенах [28].

С другой стороны, влияние дождя на механическое поведение армированного земляного склона также было исследовано.Основываясь на теории ненасыщенной фильтрации, в этой работе исследовано влияние инфильтрации дождевых осадков на поровое давление и насыщение расширенной насыпи, влияние армирования георешеткой и коэффициента проницаемости уплотнения на устойчивость насыпи. Результаты показывают, что коэффициент безопасности расширения насыпи явно снижается при учете влияния осадков [29]. Армирование георешеткой может эффективно уменьшить влияние инфильтрации осадков на устойчивость расширяющейся насыпи.На основе принципа эффективных напряжений пористых сред построена численная модель гидродинамического взаимодействия ступенчатой ​​армированной грунтовой подпорной стенки в условиях дождя, которая моделирует распределение скоростей в стенке, поровое давление и развитие зоны пластичности. Результаты показывают, что изменение порового давления в стене приводит к оседанию грунта под действием осадков, а изменение порового давления влияет на эффективное напряжение, которое, в свою очередь, влияет на прочность на сдвиг армированной земляной конструкции [30, 31].

Эти результаты послужили основой для плана и конструкции армирования георешетки. Возможно сочетание землетрясения и дождя [32, 33], особенно на юго-западе Китая. Уклон является одной из важных структур в инженерно-геологической инженерии. С увеличением числа строительных проектов в горных районах оползни, вызванные стихийными бедствиями, такими как землетрясения и ливни, привели к огромным экономическим потерям и жертвам при строительстве и эксплуатации объектов водного хозяйства, электроснабжения и транспорта.В этом контексте обернутый армированный земляной откос имеет хорошие перспективы применения на автомобильных дорогах, железных дорогах, в водном хозяйстве и других областях благодаря своей простой конструкции, хорошей сейсмостойкости, хорошей адаптируемости, красивому внешнему виду и защите окружающей среды, а также хорошему экономическому эффекту. Однако его рабочие характеристики более сложны; в частности, не ясна устойчивость гибких обернутых армированных земляных откосов при совместном воздействии землетрясения и дождя. Поэтому для популяризации этой технологии в технике необходимо изучить связь землетрясения и осадков.В связи с этим, в данной статье предполагается изучить механическое поведение обернутого армированного земляного откоса в условиях сопряженного эффекта землетрясения и дождя и отражает превосходство обернутого армированного земляного откоса. Были проанализированы напряжение, смещения и поровое давление армированного откоса под действием совместного воздействия землетрясений и осадков. Систематические исследования инфильтрации и деформации армированного земляного откоса являются не только необходимым условием устойчивого развития противофильтрационной теории армированного земляного откоса, но и важной основой безопасной эксплуатации армированного земляного откоса.

2. Модели моделирования и процедура моделирования

Когда армированный земляной склон подвергается воздействию землетрясения и дождя, поле напряжения и поле просачивания не являются независимыми. Существует определенная разница напора в среде поля фильтрации, поровая вода будет естественным образом генерировать просачивающееся движение под давлением, и будет создаваться объемная сила просачивания в качестве внешней нагрузки. Возникновение объемной силы просачивания неизбежно повлияет на баланс напряжений в исходном армированном земляном откосе, и тогда изменится смещение грунтовой среды и движение частиц грунта.Необходимо изменить пористость и пористость почвы. Поскольку коэффициент пустотности и пористость имеют определенную связь с коэффициентом проницаемости, изменение коэффициента пустотности и пористости также повлияет на изменение коэффициента проницаемости, а затем поле просачивания почвенной среды будет изменяться до тех пор, пока оно не достигнет устойчивого равновесия. государство. Таким образом, поле напряжения и поле фильтрации в армированном земляном откосе работают вместе и влияют друг на друга, образуя целую систему. Это взаимодействие представляет собой связь связи [34].Совместному анализу поля напряжений и поля фильтрации армированного земляного откоса уделяется все больше внимания в геотехнической инженерии. Под эффектом связи поле деформаций, поле напряжений и давление воды в порах армированного земного склона изменяются более близко к реальным инженерным условиям.

2.1. Влияние поля напряжений на поле просачивания

Как упоминалось выше, объемная сила просачивания повлияет на первоначальный баланс поля напряжений армированного земляного склона и изменит смещение грунтовой среды.Движение частиц грунта неизбежно изменит пористость и пористость, поэтому изменится и коэффициент проницаемости среды. Воздействие поля напряжений на поле просачивания существенно изменяет поры и влияет на проницаемость структуры грунта.

По закону Дарси, где k 0 обозначает проницаемость; обозначает абсолютную вязкость воды; обозначает коэффициент вязкости; обозначает плотность; обозначает гравитацию; обозначает объемный вес воды.

Согласно уравнению (1), есть два основных фактора, влияющих на проницаемость грунта: один – это флюидные свойства грунта, которые представлены , а другой – скелетные свойства грунта, представленные проницаемостью . Факторы, влияющие на индекс производительности скелета почвы, включают удельную площадь поверхности, размер частиц, форму и пористость. Среди этих факторов наибольшее влияние на проницаемость оказывает пористость.

Применение и эксперименты в практической инженерии показывают, что коэффициент проницаемости или проницаемость грунта может быть выражен как функция пористости или коэффициента пустотности.

Уравнение расчета коэффициента проницаемости песчаного грунта выглядит следующим образом:

а уравнение расчета коэффициента проницаемости нормально сцементированного связного грунта имеет следующий вид: где D 10 обозначает 10% эффективного размера частиц; C n обозначает коэффициент однородности; C 2 , C 3 и m являются константами.

При изменении поля перемещений и напряжений склона изменяются коэффициент пустотности и пористость, а также коэффициент проницаемости, поэтому необходимо пересчитать поле фильтрации.Функция напряженного состояния может быть использована для представления коэффициента проницаемости k :

Из вышеприведенного анализа следует, что механизм воздействия поля напряжений на поле просачивания приводит к тому, что изменение объемной деформации грунта влияет на изменение коэффициента проницаемости грунта, тем самым влияя на распределение поля фильтрации.

2.2. Влияние поля фильтрации на поле напряжений

При анализе и расчете армированных земляных откосов фильтрация основана на поверхностной силе фильтрации и объемной силе фильтрации как внешних нагрузках в грунтовой среде, которые изменяют поле напряжений армированного грунта. наклон и дальнейшее изменение поля смещения.Предполагая, что распределение напора однородного армированного земного склона равно , давление просачивающейся воды P равно, где y обозначает объемный вес; z обозначает подъемную головку.

Объемная сила фильтрации f в диапазоне фильтрации выражается уравнением (7): где f x обозначает составляющую объемной силы фильтрации в направлении x ; f y — составляющая объемной силы фильтрации в y -направлении; f z обозначает составляющую объемной силы фильтрации в направлении z .

Из приведенного выше анализа видно, что объемная сила фильтрации в поле фильтрации как внешняя нагрузка изменяет распределение поля напряжений армированного земляного склона, что также влияет на распределение поля смещения.

2.3. Совместный анализ поля напряжения и поля фильтрации

Основное дифференциальное уравнение пары поля напряжения и поля фильтрации выглядит следующим образом: где обозначают компоненты эффективного напряжения по оси x , оси y и . z -ось.обозначает поровое давление.

Согласно геометрическому уравнению (9) и физическому уравнению (10), три компонента смещения могут представлять шесть компонентов напряжения:

Подставляя уравнения (9) и (10) в (8) и объединяя уравнение непрерывности фильтрации, и компоненты напряжения могут быть решены.

2.4. Computing Model

Трехмерная конечно-разностная программа FLAC3D была использована здесь для изучения устойчивости армированного земляного откоса.В данной работе выбрана модель Мора-Кулона. И статические, и динамические расчеты основаны на модели Мора-Кулона. Принцип FLAC3D заключается в решении динамического уравнения. На уровне алгоритма принцип алгоритма заключается в решении уравнения движения. Применение модели Мора-Кулона в механике грунтов может дать более обоснованное решение, а модель бесконечного уклона используется для оценки возникновения оползня из-за заданного количества осадков [35, 36]. Это широко используемый метод для изучения вопросов, связанных с инженерно-геологическими работами.Модель выбрана на основе типичного расширенного участка набережной скоростной автомагистрали Уи в провинции Юньнань. На рис. 1(а) представлена ​​модель, имитирующая склон, усиленный георешеткой. Модель включает три части: склон, основание и свободные границы поля. Моделирование разделено на 700 зон и 1025 узлов сетки. Как грунт склона, так и грунт основания представляют собой глину, распространенный тип грунта при проектировании склонов на юго-западе Китая [37, 38], механические свойства представлены в таблице 1.Эти параметры были получены в результате геотехнических испытаний на месте при температуре 17°С и относительной влажности 68%. Испытываемые образцы готовили в соответствии с требованиями спецификации почвенных испытаний (SL237-1999) [39]. Для имитации влияния осадков в данном исследовании поверхность армированного откоса определяется как границы, тогда как дно и периферия модели непроницаемы [40].


9069

Почва Properties
Объемный вес, γ (KN / M3) Эластичный модуль, E (GPA) Соотношение Пуассона, μ Сцепление, с (кПа) Угол трения, (°)

Уклонный грунт 20.2 10 0,2 38 21,4
Фонд почвы 19,0 10,7 0,3 40 26

угол наклона 53°, а его высота и ширина составляют 4  м (рис. 1 (а) — модель, имитирующая склон, усиленный георешетками, и (б) его геометрический размер; расположение (в) встроенных георешеток; и (г) точки измерения. которые следят за смещением склона).Размер модели в направлении x составляет 7 м. Для уклона, усиленного георешеткой, схема встроенных георешеток показана на рисунке 1(b), а более подробная информация представлена ​​на рисунке 1(c). Имеется 13 слоев обернутых георешеток длиной 3 м и армированным шагом 0,3 м. Узел георешетки в модели моделируется структурой георешетки в программе FLAC3D [41, 42]. Физические и механические свойства материала компонента георешетки (таблица 2) были получены по результатам испытаний георешетки на растяжение и испытания на прямой сдвиг армированного грунта и ссылаются на соответствующую литературу и фактическую инженерную ситуацию.Конкретные значения показаны в таблице 2.

9069

7

Толщина, (M) Объемный вес, γ (Kn / M 3 ) Упругости модуля, e (GPA) Соотношение Пуассона, μ Сплоченность, C (KPA) Угол трения, (°)

Geogrid 1.8E-3 10 26 0.33 2.3 30

В ходе моделирования контролировались внутренние напряжения, смещения и поровое давление в различных областях, а также точный мониторинг откоса. точки показаны на рисунке 1(d). В реальной инженерии откосы, усиленные георешетками, строятся послойно [43]. Таким образом, 0,5 м отводится под возвратный участок после каждого слоя окантовки. В числовой модели построены два слоя георешетки, и слой георешетки вставлен в вертикальную плоскость между двумя слоями для упрощения моделируемого обернутого армированного земляного склона.

Во время моделирования нагрузка прикладывалась в виде волны, а затем использовалась табличная команда для реализации приложения сейсмической нагрузки, соответственно, которые используются для имитации землетрясения. Задав границы просачивания узлов для имитации дождя, процесс моделирования длится 8 часов.

3. Результаты и обсуждение

В этом исследовании рассматривались три различных режима нагрузки: (i) Ситуация-I: дождь перед землетрясением. (ii) Ситуация-II: дождь после землетрясения.(iii) Ситуация-III: землетрясение и ливень.

3.1. Поле напряжений

На рис. 2 показано изображение поля максимального основного напряжения склона. Видно, что напряжение откоса постепенно увеличивается сверху вниз при трех условиях нагружения. На поверхности и вершине армированного земляного откоса возникает зона растяжения. Поскольку склон имеет тенденцию к снижению под действием землетрясения и дождя, независимо от количества осадков перед землетрясением или одновременности землетрясения и дождя, армированный земной склон показывает напряженное состояние при растяжении.Максимальное сжимающее напряжение составляет 163 кПа и 159 кПа, а максимальное растягивающее напряжение составляет 0,20 кПа и 0,44 кПа. Однако в случае дождя после землетрясения зона растягивающих напряжений отсутствует. Армированный земляной склон более неустойчив в случаях осадков перед землетрясением и одновременности землетрясения и дождя, а напряженное состояние постепенно трансформируется из напряжения сжатия в напряжение растяжения. Максимальное сжимающее напряжение находится в нижней части коренной породы при трех условиях нагрузки (рис. 3).


На рис. 4 представлены минимальные главные напряжения армированного земляного откоса при трех условиях нагружения. Из графика видно, что напряжение сжатия постепенно увеличивается сверху вниз. Максимальное сжимающее напряжение приходится на нижнюю часть скальной породы, но области растягивающих напряжений нет.

3.2. Смещение

Из рисунка 5 видно, что максимальное смещение в случае дождя перед землетрясением составляет 2,53 см. Максимальное смещение в случае дождя после землетрясения равно 2.45 см, а максимальное смещение в случае одновременности землетрясения и дождя 4,52 см. Из рисунка 6 также видно, что при одновременном воздействии землетрясения и дождя устойчивость армированного грунтового откоса самая низкая, за ним следует количество осадков перед землетрясением.


На рисунках 7 и 8 представлены контрастные кривые горизонтального смещения и вертикального смещения между армированным земляным откосом и естественным откосом. Максимальное оседание происходит на вершине склона под воздействием совместного действия землетрясения и дождя.Это около 4,12 см. С добавлением георешеток осадка в верхней части склона уменьшилась до 1,48  см, что уменьшилось примерно на 64,1%. Видно, что горизонтальное смещение постепенно увеличивается снизу вверх по высоте склона, но максимальное горизонтальное смещение приходится на высоту 7 м по склону. После укладки георешетки смещение откоса уменьшается почти на 3  см, что указывает на то, что георешетка используется для укрепления откоса в целом.



На рис. 9 показана кривая смещения во времени различных точек мониторинга под действием сопряженного эффекта землетрясения и дождя в наиболее нестабильных условиях. Рисунок 1(d) представляет собой схему точки мониторинга. Из временных кривых горизонтального смещения различных точек мониторинга видно, что закон смещения подобен кривой временной истории нагруженной сейсмической волны, и каждая временная кривая смещения высоты имеет согласованную волновую форму.Момент, когда происходит максимальное смещение точки наблюдения вершины склона, несколько отстает от максимального смещения подошвы склона. Поскольку сейсмическая волна распространяется вверх, верхний ответ задерживается, что согласуется с сейсмической волной, воздействующей на дно. По результатам распределения 1–4 точек по склону видно, что смещение пика в середине склона наибольшее, а с уменьшением высоты склона смещение пика сначала увеличивается, а затем уменьшается.Горизонтальное смещение изменяется в 5–12 точках наблюдения внутри склона, также отражая аналогичные закономерности. Из рисунка 9 можно сделать вывод, что боковое смещение откоса является самым большим, и большая деформация откоса вызывает первую трещину. Серьезная ситуация приводит к вторичной катастрофе оползня.


3.3. Приращение деформации сдвига

На рис. 10 показано распределение приращения деформации при различных условиях нагрузки.Из рисунка 10 видно, что прирост сдвиговой деформации наибольший при одновременном воздействии землетрясения и дождя. Максимальная сдвиговая деформация проявляется в средней и нижней частях армированного земляного откоса. Это самое опасное место для армированного земляного откоса. Склон будет сползать оттуда, а приращение деформации сдвига будет постепенно развиваться вверх и вниз по максимальной площади. Наконец, формируется выпуклая поверхность от пальцев до вершины склона.Эта область наиболее уязвима к разрушению при сдвиге, а также представляет собой наиболее опасную поверхность скольжения армированного земляного откоса.

3.4. Поровое давление

Значение порового давления сначала уменьшается, а затем увеличивается сверху вниз по склону. Вершина склона в первую очередь контактирует с дождевой водой во время дождя, а верхняя часть дождевой воды непрерывно просачивается в склон. Однако динамическая нагрузка увеличивает поровое давление откоса. Из рисунка 11 видно, что нижняя часть склона постепенно насыщается, а верхняя часть находится в ненасыщенном состоянии.Поровое давление воды в нижних слоях почвы выше, чем в верхних.

3.5. Растягивающее напряжение георешетки

Механизм действия армированных земляных откосов в основном заключается в трении между арматурой и грунтом, сужении отверстий сетки на почве и сопротивлении ребер сетки. Короче говоря, это взаимодействие между арматурой и грунтом. Все три формы могут сдерживать боковое смещение частиц почвы, тем самым повышая устойчивость почвы.Армирование является важной частью армированного земляного откоса, и его механические характеристики, очевидно, находятся в центре внимания исследований. Как показано на рисунке 12, растягивающее напряжение георешетки сначала увеличивается, а затем уменьшается с увеличением высоты, и в сечении склона формируется эллиптическая зона высокого напряжения. Пиковое основное напряжение георешетки является наибольшим при совместном воздействии землетрясения и дождя, за которым следует дождь перед землетрясением. На рис. 13 представлена ​​зависимость между осевым растягивающим напряжением георешетки (пик T r ) и высотой склона.По закону изменения кривой осевое напряжение арматуры сначала увеличивается, а затем уменьшается снизу вверх георешетки, а пиковое значение появляется в середине арматуры. Распределение горизонтального осевого растягивающего напряжения георешетки характеризуется «большим в середине и малым на обоих концах».


С помощью численного моделирования было изучено распределение поля напряжений, полей перемещений, приращения деформации сдвига, порового давления и напряжения растяжения армированного земного склона в случаях дождя перед землетрясением, дождя после землетрясения и эффекта связи землетрясения. получаются осадки.Метод снижения прочности используется для определения коэффициента безопасности обернутого армированного земляного откоса (см. уравнения (11) и (12)). В соответствии с расчетом решения FOS в программном обеспечении получены коэффициенты безопасности для трех условий нагружения, как показано в таблице 3, где обозначает сцепление после уменьшения, обозначает сцепление, обозначает угол внутреннего трения, обозначает угол внутреннего трения после уменьшения и обозначает понижающий коэффициент.


4 9069

8



9069 Дождествование до землетрясения Землетрясение и осадки
9069 1.32 1,20 1,08

Из Таблицы 3 видно, что коэффициент безопасности армированного земляного откоса Коэффициент запаса прочности обернутого армированного земляного откоса при осадках перед землетрясением составляет 1,20, что является относительно низким показателем. Коэффициент безопасности 1,08 при одновременности землетрясения и дождя. Указано, что обернутый армированный грунтовый склон стабилен при трех условиях, но эффект сопряжения землетрясения и дождя является наихудшим.Он находится в критическом состоянии.

В случае эффекта связи дождя перед землетрясением из результатов предыдущего численного моделирования можно узнать, что эта связь оказывает большое влияние на устойчивость армированного земляного откоса, главным образом потому, что дождь увеличивает объемный вес армированного земляного откоса, и касательное напряжение откоса увеличится. Применение сейсмических нагрузок на этой основе еще больше увеличит напряжение сдвига и снизит устойчивость армированного земляного откоса.Водность инфильтрации дождевых осадков увеличивается на склоне. Мгновенное поровое давление, создаваемое сейсмической силой, и поровое давление, создаваемое просачивающимся потоком, накладываются друг на друга, и маточное всасывание уменьшается. Прочность и устойчивость армированного земляного откоса будут снижаться с уменьшением всасывания матрицы.

Под воздействием дождя после землетрясения проницаемость армированного земляного откоса увеличивается после землетрясения, а землетрясение также вызывает пластическую деформацию армированного земляного откоса и снижает его прочность.После дождя структура почвы становится более рыхлой, а отрицательное поровое давление на поверхности склона больше. Это ускорит проникновение осадков в откос, что приведет к очевидному эффекту увеличения нагрузки, что снизит устойчивость армированного земляного откоса.

Под совместным воздействием землетрясения и дождя сейсмическое воздействие увеличивает трещину в армированном земляном откосе. Эффект дождя увеличивает объемный вес армированного земляного откоса.Оба они ускорили разрушение армированного земляного откоса. Согласно предыдущему численному анализу, влияние дождя перед землетрясением больше, чем влияние дождя после землетрясения, но и то, и другое меньше, чем одновременность землетрясения и дождя.

4. Выводы

Путем численного анализа получены динамический отклик и изменение поля фильтрации армированного земляного откоса для случаев дождя перед землетрясением, дождя после землетрясения, дождя и землетрясения.Выводы можно резюмировать следующим образом: (1) Армированный земляной откос неустойчив в случаях выпадения осадков перед землетрясением и одновременности землетрясения и дождя. Напряженное состояние постепенно трансформируется из сжимающего напряжения в растягивающее, а растягивающее напряжение увеличивается под действием сопряжения землетрясения и дождя. (2) Пиковое растягивающее напряжение стального стержня является наименьшим в условиях землетрясения перед дождем. С увеличением высоты откоса растягивающие напряжения георешетки сначала увеличиваются, а затем уменьшаются, и в сечении откоса формируется эллиптическая зона повышенных напряжений.(3) При совместном воздействии осадков перед землетрясением содержание воды в инфильтрации осадков увеличивается на склоне. Мгновенное поровое давление, создаваемое сейсмической силой, и поровое давление, создаваемое просачивающимся потоком, накладываются друг на друга, и прочность уменьшается. (4) В случае дождя после землетрясения дождь легче проникает в склон. Поровое давление уменьшается с увеличением поверхностной влажности почвы(5).Хотя в данной работе активно исследовались и изучались армированные грунтовые откосы и получены некоторые ценные результаты для инженерной практики, из-за сложности факторов, влияющих на механические свойства армированных земляных откосов, использование грунта обратной засыпки еще не учитывало наслоение анизотропных слоев грунта почвенных материалов, и в реальных проектах будут разные грунтовые материалы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *