Укрепление откосов георешеткой технологическая карта: Укрепление откосов насыпей и выемок при строительстве автомобильных дорог. Технологические карты

Содержание

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ С ПРИМЕНЕНИЕМ ГЕОТЕКСТИЛЯ

Работы выполняются в соответствии с требованиями действующих документов (СНиП 3.06.03-85 автомобильные дороги, ОДМ 218.5.003-2010). 

Особенности технологии связаны с устройством слоев, непосредственно контактирующих с прослойкой из Геоматериала (далее ГМ), и введением дополнительной операции по укладке ГМ. Последняя операция ввиду технологичности ГМ, удобной формой их поставки (рулоны), обычно не сдерживает строительный поток и выполняется быстрее других. В связи с этим принимаемая длина захватки не связана обычно с укладкой ГМ, но желательно соблюдать кратность длины захватки длине материала в рулоне.

Общие технологические схемы выполнения работ приведены на рис.1 применительно к устройству защитных, фильтрующих и дополнительно дренирующих прослоек под песчаным дренирующим слоем, на рис. 2 – к устройству разделяющих прослоек под нижним слоем основания, на рис. 3 – к устройству разделяющих и армирующих прослоек при возведении насыпи на слабом основании.

Рис. 1. Технологическая схема по устройству защитных (фильтрующих и дополнительно – дренирующих) прослоек из геотекстиля под песчаным подстилающим слоем дорожной одежды: 1 – ГМ; 2 – автогрейдер; 3 – автомобиль-самосвал; 4 – каток на пневмошинах; 5 – последовательность проходов катка; 6 – бульдозер.

 

Рис. 2. Технологическая схема по устройству разделяющих прослоек из геоматериала «ГЕОТЕКС» под основанием дорожной одежды:
1 – бульдозер; 2 – автомобиль-самосвал; 3 – каток; 4 – последовательность раскатки полотен; 5 – ГМ.

  

Рис. 3. Технологическая схема по устройству разделяющих и армирующих прослоек из геоматериала «ГЕОТЕКС» на слабом основании: 1-4 – ГМ; 5 – бульдозер; 6 – автомобиль-самосвал.

  

Рис. 4. Схема укладки геоматериала «ГЕОТЕКС» при строительстве на слабом основании (а) в том числе в сочетании с более жестким армирующим материалом – георешеткой «АПРОЛАТ» (б).

УКЛАДКА ГЕОТЕКСТИЛЯ В НИЖНИХ СЛОЯХ ДОРОЖНОЙ ОДЕЖДЫ И ОСНОВАНИИ НАСЫПИ

 Операции, связанные с устройством прослоек из ГМ в нижних слоях дорожной одежды и основании насыпи, включают в себя:

  • подготовку грунтового основания под укладку;
  • укладку и крепление ГМ;
  • отсыпку вышележащего слоя.

Остальные операции следует вести по типовым технологиям и в соответствии с положениями СНиП 3.06.03-85 и других нормативных документов. 

I ПОДГОТОВКА

  • Основание (поверхность земляного полотна или песчаного дренирующего слоя) перед укладкой ГМ должно быть надлежащим образом уплотнено и спрофилировано.
  • При устройстве прослойки из ГМ в основании насыпи, сложенном слабыми грунтами, подготовка может не выполняться, если отсутствует опасность повреждения ГМ.
  • При наличии глубокой колеи или ям по возможности их засыпают грунтом, планируют автогрейдером или бульдозером.
  • Кустарник, деревья вырубают и спиливают в одном уровне с поверхностью. В этом случае корчевка пней может не проводиться.
  • Если в момент производства работ на участке имеются поверхностные воды, то отсыпают защитный слой из местного грунта толщиной 20-30 см, но не менее, чем на глубину подтопления.

II УКЛАДКА

Укладку геосинтетических материалов выполняют вручную путем раскатки рулонов вдоль земляного полотна, начиная с низовой (по отношению к стоку воды) стороны. Отдельные полотна укладывают с перекрытием их краев на 0,2 м, начиная от бровок земляного полотна, к оси. Одновременно с укладкой краевые участки полотен в торцевой части и в местах нахлеста закрепляют анкерами (скобами) на поверхности грунтового основания. Перед креплением определенного участка полотна (на длине 15-20 м), оно должно быть выровнено и уложено с легким натяжением без складок. Анкера представляют собой стержни из проволоки диаметром 4-5 мм длиной 20 см с отогнутым верхним и заостренным нижним концами. Скобы — аналогичных размеров, но имеют П образную форму. Закрепление необходимо для фиксации полотен в проектном положении, предотвращающем их смещение от действия ветровой нагрузки и в процессе отсыпки вышележащего грунтового слоя. Анкера устанавливают через 8-10 м по длине полотен и в двух точках по ширине.

Укладка полотен на слабых основаниях может быть выполнена вдоль земляного полотна при устройстве защитных, но не армирующих прослоек. Ее ведут путем раскатки рулонов вручную звеном из трех дорожных рабочих. После раскатки первых метров краевую часть (по ширине) полотна прижимают к грунту двумя-тремя анкерами. При дальнейшей раскатке производят периодическое разравнивание полотна с небольшим продольным его натяжением и креплением к грунту анкерами через 1,5-2,0 м. Полотна укладывают с перекрытием и при необходимости дополнительно соединяют. Величину перекрытия назначают не менее 0,5 м. Укладка полотен в поперечном направлении предпочтительна и обязательна, если необходимо обеспечить равнопрочность полотна по ширине насыпи (устройство прослойки с целью армирования). Перекрытие полотен в этом случае должно быть не менее 0,4 м; полотна крепят друг к другу анкерами, устанавливаемыми на ширине перекрытия через 1,5-2,0м. При обеспечении прочного соединения, например, сшиванием краевые зоны полотна перекрываются на 0,1 м.

Уложенную и закрепленную прослойку визуально проверяют на качество выполнения работ (отсутствие складок, прорывов полотна, правильность установки анкеров, соответствие проектному положению) и результаты осмотра оформляют актом на выполнение скрытых работ с указанием данных о марке ГМ и паспортных данных на ГМ.  

III ОТСЫПКА ЩЕБНЕМ

Работы по отсыпке лежащего непосредственно над ГМ слоя выполняют с соблюдением следующих условий:

  • прослойка в течение смены должна быть перекрыта отсыпаемым материалом;
  • проезд транспортных средств, в том числе занятых на строительстве, по незащищенной поверхности прослойки должен быть исключен;
  • расстояние вдоль строительного потока между техникой, занятой на отсыпке, и звеном рабочих на укладке должно составлять не менее 20 м.

Доставку и отсыпку материала вышележащего слоя осуществляют автомобилями-самосвалами, выгружая его равномерно по всей ширине слоя. Одновременно с отсыпкой производят распределение материала бульдозером поэтапно, не менее, чем за три прохода, смещая на прослойку сначала верхнюю часть отсыпанных объемов. Все работы выполняют по способу «от себя». 

УКЛАДКА ГЕОТЕКСТИЛЯ НА СЛАБОМ ОСНОВАНИИ

При строительстве в условиях слабых оснований толщина отсыпаемого слоя грунта в плотном теле должна быть не менее 40 см при разовом пропуске транспорта. Основные технологические процессы по устройству различных конструкций укрепления откосов с применением ГМ назначаются в соответствии с действующими нормативно-техническими документами. Дополнительно выполняются лишь операции по укладке полотен ГМ.

Операции по укладке ГМ при укреплении поверхности откосов включают:

  • подготовку (при необходимости) траншеи вдоль бровки земляного полотна для закрепления прослойки в верхней его части;
  • транспортировку рулонов к месту строительства, их разгрузку и распределение вдоль откоса, подготовку рулонов к укладке;
  • укладку ГМ;
  • закрепление полотен в верхней и (при необходимости) нижней части откоса.

Подготовку траншеи выполняют, если не предусмотрен иной вариант закрепления прослойки ГМ в верхней части откоса, например, путем укладки ее под конструкцию укрепления обочин. Траншею треугольного сечения с заложением откосов 1:2, глубиной 0,4 м или трапецеидального сечения с заложением откосов 1:1, глубиной 0,3 м и шириной по низу 0,2 м устраивают на расстоянии 0,2-0,6 м от бровки земляного полотна.

Укладку полотен ГМ выполняют путем продольной или поперечной раскатки рулонов на поверхности откоса. Характер раскатки определяется конкретными условиями строительства. Продольная раскатка рулонов технологически предпочтительна для относительно пологих откосов с заложением 1:2 и выше. Поперечная раскатка рулонов обеспечивает лучшие условия для закрепления создаваемой прослойки в верхней и нижней частях насыпи и большую сопротивляемость ее возникающим сдвигающим усилиям. Такая раскатка предпочтительна для укрепления откосов насыпей значительной высоты.

Продольную раскатку рулонов выполняют вручную полосами с нижней части насыпи с взаимным перекрытием не менее 0,2 м. В процессе раскатки полотна периодически через 10-15 м разравнивают и прижимают к поверхности откоса анкерами или скобами. Анкера и скобы устанавливают в 2-3 точках по ширине рулона через 5-6 м по его длине.

Поперечную раскатку выполняют от бровки насыпи. Для этого предварительно край полотна закрепляют анкерами или скобами на поверхности насыпи, после чего рулон постепенно опускают к подошве насыпи, обрезают, полотна разравнивают с легким натяжением за нижний конец и закрепляют через 4-5 м анкерами или скобами. Рулон поднимают на поверхность откоса и повторяют операцию. Соседние полотна должны иметь перекрытие не менее 0,1-0,15 м. Перемещение рулона в нижнее положение с одновременной раскаткой и обратно можно выполнять вручную с помощью установки в центр рулона тонкой  трубки, стержня или веревки.

При устройстве конструкций укрепления откосов, предусматривающих заглубление ГМ в тело земляного полотна, укладку полотен ГМ выполняют в процессе послойного возведения земляного полотна. При этом рулоны раскатывают в продольном направлении, если ширина полотен достаточна с точки зрения их заделки в грунт или есть возможность обеспечить равнопрочность швов при соединении отдельных полотен. В остальных случаях рулон ГМ раскатывают в поперечном к оси насыпи направлении.

Раскатку рулонов выполняют от предварительно обозначенной линии разметки с периодическим разравниванием, натяжением и креплением полотен к поверхности грунта анкерами в двух-трех местах по ширине рулона и через 10-12 м по длине. Величина взаимного перекрытия соседних полотен не менее 0,2 м при выводе ГМ на поверхность откоса; в других случаях полотна укладывают вплотную без перекрытия.

Если предусмотрен вывод ГМ на поверхность откоса, свободные его края крепятся к поверхности откоса ниже уровня укладки ГМ анкерами или скобами.

Технология укладки дорожной геосетки

Технология укладки дорожной геосетки

Особенности технологии связаны с устройством слоев, непосредственно контактирующих с георешеткой, и введением дополнительной операции по укладке георешетки. Последняя операция ввиду технологичности, удобной формой поставки георешеток (рулоны), обычно не сдерживает строительный поток и выполняется быстрее других. В связи с этим принимаемая длина захватки не связана обычно с укладкой георешеток, но желательно соблюдать кратность длины захватки длине материала в рулоне.

Общие технологические схемы выполнения работ приведены на рис. 1, 2 применительно к устройству армирующих прослоек под слоем несущего основания дорожной одежды, на рис. 3, 4 – к устройству армирующих прослоек из георешетки в основании насыпи в комбинации с устройством разделяющих прослоек из геоматериалов «КАНВАЛАН».

 Рис. 1. Технологическая схема по устройству армирующих прослоек из георешетки под несущим основанием дорожной одежды из зернистых материалов (щебня):

1 – бульдозер; 2 – автомобиль-самосвал; 3 – каток; 4 – последовательность раскатки полотен; 5 – георешетки «АПРОЛАТ».

Рис. 2. Технологическая схема по устройству армирующих прослоек из георешетки под несущим основанием при выполнении работ по уширению дорожной одежды:

1 – бульдозер; 2 – автомобиль-самосвал; 3 – каток; 4 – последовательность раскатки полотен; 5 – георешетки «АПРОЛАТ»; 6 – анкера.

 Рис. 3. Технологическая схема по армированию нижней части насыпи георешеткой «АПРОЛАТ» в сочетании с разделяющей прослойкой из геоматериала «КАНВАЛАН» и устройством полуобоймы:

1 – слабое основание; 2 – геоматериал «КАНВАЛАН»; 3 – георешетка «АПРОЛАТ»; 4 – анкера; 5 – бульдозер; 6 – автосамосвал.

Рис. 4. Технологическая схема по армированию нижней части насыпи георешеткой «АПРОЛАТ» в сочетании с разделяющей прослойкой из геоматериала «КАНВАЛАН» и устройством обоймы:

1 – слабое основание; 2 – геоматериал «КАНВАЛАН»; 3 – георешетка «АПРОЛАТ»; 4 – анкера; 5 – бульдозер; 6 – автосамосвал.

Выполнение операций, связанных с устройством армирующих прослоек при армировании несущих слоев основания дорожной одежды и армирование нижней части насыпи различается.

При армировании несущих оснований дорожных одежд укладку георешетки выполняют на выровненном и уплотненном грунтовом основании (песчаном дополнительном слое основания) путем раскатки рулона с периодическим (через 10-15 м) выравниванием полотна и легким его натяжением без образования складок (рис. 1). Как правило, крепления георешетки к нижележащему слою не требуется и нежелательно, поскольку препятствует натяжению полотна при образовании «волны» в процессе отсыпки вышележащего слоя.

 Однако в отдельных случаях для сохранения проектного положения георешеток при возможном воздействии технологических нагрузок, возникающих при отсыпке и разравнивании вышележащего слоя (начало рулона, отсыпка материала основания с существующего покрытия при уширении), а также при сильных ветровых воздействиях георешетка может крепиться анкерами по рис. 2. Анкера располагаются через 10-15 м по длине со снижением этого расстояния в случае устройства уширения до 6 м у края полотна, ближайшего к направлению отсыпки вышележащего слоя; в начале рулона и в местах перекрытия рулонов устанавливаются 3 анкера по ширине (в других местах – 2 анкера по ширине).

Перекрытие полотен по длине и ширине не менее 30 см. Направление перекрытия назначают с учетом направления отсыпки и разравнивания материала вышележащего слоя для исключения «задирания» полотна на перекрытии (при отсыпке по способу «от себя», конец полотна засыпаемого слоя располагается над началом следующего полотна; при отсыпке с существующего покрытия в случае устройства уширения ближайшее к стороне отсыпки полотно располагают выше).

Георешетка укладывается на ирину слоя основания с запасом не менее 0,1 м в каждую сторону.

Отсыпку на уложенную георешетку крупнофракционного материала основания выполняют по способу «от себя». Основные условия устройства слоя основания – недопущение заезда построечного транспорта на открытую поверхность полотна, постепенное разравнивание отсыпанного материала основания за несколько проходов с последовательной надвижкой материала основания на георешетку. При образовании «волны» следует выполнять натяжение георешетки. В процессе надвижки рекомендуется по возможности соблюдать минимальное расстояние по потоку между операциями по устройству слоя основания и раскатке рулонов (но не ближе 20 м) для обеспечения бóльших возможностей по натяжению георешетки. Материал основания должен быть отсыпан на георешетку в течение рабочей смены.

При выполнении работ визуально оценивается качество укладываемых полотен. Фиксируются дефекты внешнего вида (разрывы, вырывы, другие нарушения сплошности ребер и узлов, перекос ячеек, наличие включений, загрязнений, наличие перегибов или следов перегибов на ребрах, ровность кромок).

Также фиксируется величина перекрытия смежных полотен по ширине и длине, длина материала в рулоне и ширина, их соответствие документации (маркировке на рулонах, данным паспорта на партию материала). По результатам контроля составляется акт на скрытые работы.

При армировании нижней части насыпи на слабом основании подготовка основания может не выполняться, если отсутствует опасность повреждения геосинтетических материалов. При наличии глубокой колеи или ям по возможности их засыпают грунтом, планируют автогрейдером или бульдозером. Кустарник, деревья вырубают и спиливают в одном уровне с поверхностью. В этом случае корчевка пней может не проводиться. Если в момент производства работ на участке имеются поверхностные воды, то отсыпают защитный слой из местного грунта толщиной 20-30 см, но не менее чем на глубину подтопления.

 Укладка полотен из геоматериала «КАНВАЛАН» для создания разделяющей прослойки на слабых основаниях может быть выполнена вдоль земляного полотна (рис. 3) или в поперечном направлении (рис. 4). Ее ведут путем раскатки рулонов вручную звеном из трех дорожных рабочих. После раскатки первых метров краевую часть (по ширине) полотна прижимают к грунту двумя-тремя анкерами. При дальнейшей раскатке производят периодическое разравнивание полотна с небольшим продольным его натяжением и креплением к грунту анкерами через 1,5-2,0 м. Полотна укладывают с перекрытием 0,3-0,4 м и при необходимости дополнительно соединяют.

 Укладку полотен георешетки «АПРОЛАТ» для создания армирующей прослойки выполняют в поперечном оси насыпи направлении. Перекрытие полотен георешеток в этом случае должно быть не менее 0,4-0,5 м; полотна крепят друг к другу анкерами, устанавливаемыми на ширине перекрытия через 2,0-3,0 м. Анкера представляют собой стержни из проволоки диаметром 4-5 мм длиной 20 см с отогнутым верхним и заостренным нижним концами. Скобы — аналогичных размеров, но имеют П-образную форму. Для закрепления георешеток предпочтительно применение скоб.

Уложенные и закрепленные прослойки визуально проверяют на качество выполнения работ (отсутствие складок, прорывов полотна, правильность установки анкеров, соответствие проектному положению) и результаты осмотра оформляют актом на выполнение скрытых работ с указанием данных о марках и паспортных данных на геосинтетические материалы.

Работы по отсыпке лежащего непосредственно над георешеткой слоя выполняют с соблюдением следующих условий:

— прослойка в течение смены должна быть перекрыта отсыпаемым материалом;

— проезд транспортных средств, в том числе занятых на строительстве, по незащищенной поверхности прослойки должен быть исключен;

— расстояние вдоль строительного потока между техникой, занятой отсыпке, и звеном рабочих на укладке должно составлять не менее 20 м.

Доставку и отсыпку материала вышележащего слоя осуществляют автомобилями-самосвалами, выгружая его равномерно по всей ширине слоя. Одновременно с отсыпкой производят распределение материала бульдозером поэтапно, не менее, чем за три прохода, смещая на прослойку сначала верхнюю часть отсыпанных объемов.

Все работы выполняют по способу «от себя».

При строительстве в условиях слабых оснований толщина отсыпаемого слоя грунта в плотном теле должна быть не менее 40 см при разовом пропуске транспорта.

Рекомендуемая температура укладки георешеток – не ниже -15С.

Похожие материалы:

Двуосная георешетка Апролат

Технические характеристики георешетки Апролат

Основные области применения двуосных геосеток

Геокомпозит на основе решетки полимерной строительной АПРОЛАТ СДК

Укладка георешетки поэтапное фото

InfoZhol

.menu-toggle-text2{ display: none; } .menu-items-title:before{ background: url(/local/templates/home/libs/src/images/template_sprite1.png) no-repeat; content: »; left: 0; position: absolute; top: 8px; height: 17px; width: 16px; } .menu-items-title-refuse:before{ background: url(/local/templates/home/libs/src/images/template_sprite1. png) no-repeat; content: »; left: 0; position: absolute; top: 8px; height: 17px; width: 16px; } .menu-items-title:hover > .menu-toggle-text{ display: inline-block; } .menu-items-title.active > .menu-toggle-text{ display: none; } .menu-items-title.active + .menu-items{ display: block; } .menu-items-title.active:hover > .menu-toggle-text2{ display: inline-block; } .menu-toggle-text{ font-size: 10px; position: absolute; text-shadow: 0 1px 0 #ffffff; display: none; font-weight: normal; text-transform: none; top: 5px; right: 5px; background-color: #eef2f4; padding: 2px 10px; } .menu-toggle-text2.active{ font-size: 10px; position: absolute; text-shadow: 0 1px 0 #ffffff; display: none; font-weight: normal; text-transform: none; top: 5px; right: 5px; background-color: #eef2f4; padding: 2px 10px; } .menu-items{ list-style: none outside none; margin: 0; padding: 0; position: relative; display: none; margin: 0 0 0 -21px; } . menu-item-blok{ height: 36px; list-style: none; margin: 0; padding: 0; position: relative; } .menu-item-link{ border-bottom: none; font-size: 14px; height: 29px; line-height: 30px; outline: none; position: relative; text-decoration: none; width: 187px; } .menu-item-link.active > .menu-item-link-text{ color: #fff; background-color: #aeb6bd; font-weight: bold; } .menu-item-link-text{ color:#535c69; height: 26px; } .menu-item-block{ padding: 3px 10px 3px 21px; margin-bottom: 5px; line-height: 24px; } .menu-item-block.active_menu{ background-color: #aeb6bd; border-top-right-radius: 13px; border-bottom-right-radius: 13px; } .menu-item-block.active_menu:hover { background-color: #aeb6bd; border-top-right-radius: 13px; border-bottom-right-radius: 13px; } .menu-item-block.active_menu span{ color: #fff; font-weight: bold; } .menu-item-block:hover{ background-color: #e3e8eb; color: #000; border-top-right-radius: 13px; border-bottom-right-radius: 13px; } ]]>

Автомобиль жолдары туралы нормативтік-құқықтық актілер развернуть Свернуть

Мемлекетаралық стандарттар (МЕМСТ) развернуть Свернуть

Құрылыс нормалары мен ережелері, ережелер жинағы, құрылыстағы басшылық құжаттар, оқу құралдары (ҚР ҚН, ҚНжЕ, ҚР ЕЖ, ҚБҚ, оқу құралдары) развернуть Свернуть

Ведомстволық нормативтік-техникалық құжаттар развернуть Свернуть

Промышленное строительство и укрепление откосов и склонов.

Технические решения с применением геосетки, геотекстиля, георешетки и других геосинтетических материалов.

В промышленном строительстве часто возникает необходимость укрепления слабых и сыпучих грунтов на склонах и откосах. Например, такая проблема может возникнуть при прокладке промышленных коммуникаций, инженерных сетей, в дорожном строительстве, при монтаже сложных технологических фундаментов. Иногда необходимо армировать подвижный грунт, обустроить противоэрозионную защиту.

Как решить проблему эрозии откосов в промышленном строительстве

Склоны и насыпи в любом случае подвергаются воздействию внешних факторов. Если склон не укреплен, то начинается выветривание грунта, происходит неконтролируемый процесс гидроэрозии, который со временем усугубляется. Чтобы минимизировать эти процессы и улучшить стабильность грунта, необходимо его укрепить. Для этого можно использовать противоэрозионные материалы. Из геосетки делается внешняя оболочка насыпи, которая удерживает частицы грунта, препятствует вымыванию из него растений. Такая армирующая георешетка не мешает естественным процессам, прекрасно пропускает влагу. Срок ее действия практически не ограничен. Геоматерия хорошо выдерживает динамические нагрузки, обладает высокой степенью прочности и разрешена к применению на любых объектах промышленного строительства. Это экологичный и безопасный для людей и окружающей среды материал.

Укрепление подтопляемых насыпей и откосов с повышенным уровнем грунтовых вод

Грунтовые воды подтопляют откосы и размывают снование грунта. Чтобы защитить насыпь от гидроэрозии, необходимо создать на поверхности армирующий слой из геосинтетической решетки. Она изготавливается для конкретного объекта по индивидуальному проекту лент с ячеистыми модулями. На стыках геоматериал скрепляется при помощи прочного сварного шва. Под решетку насыпается заполнитель. Обычно это гранитные породы, например, щебень определенной фракции. Решетка может закрепляться на откосе при помощи специальных анкерных болтов. Сверху насыпи образуется призматическая оболочка, которая прочно удерживает почву. Если необходимо дополнительно сделать дренажную подушку, то можно под геосеткой установить фильтр из геосинтетических материалов.

Укрепление скальных откосов

В промышленном строительстве иногда возникает необходимость укрепить скальную породу, которая подвергается действию ветра. Такие легковыветривающиеся породы после нарушения естественного массива начинают быстро разрушаться. Чтобы предотвратить эрозию в выемке в породе, необходимо укрепить склон. Для укрепления используют различные геоматы, состоящие из сетки. Крепится геомат к каменному основанию также при помощи анкерных болтов. Они удерживают геоматериал на месте и препятствуют его сдвигу.

Геомат не закупоривает поверхность склона. На откосе через геоматериал растут растения, корневая система которых является дополнительным стабилизатором. Такая фиксация усиливает армирующие свойства геомата и предотвращает процессы эрозии даже на сильновыветривающихся почвах.

Узнать подробнее о методах укрепления откосов и склонов вы можете у наших консультантов. Мы разработали инновационную методику, которую можно применять в промышленном строительстве.

Вода | Бесплатный полнотекстовый | Кривые хрупкости для устойчивости откосов речных дамб, армированных георешеткой

1. Введение

Речные дамбы для защиты от наводнений представляют собой конструкции, обычно сделанные из насыпного материала, и их поперечное сечение может состоять из нескольких отдельных частей, которые служат конкретным целям защиты от высокие воды. Однако, как Wang et al. [1] отметили, что дамбы не могут полностью исключить паводки, а проживание за дамбой представляет уникальные риски наводнений, поскольку дамбы предназначены для уменьшения воздействия наводнения в определенном масштабе.На их устойчивость в основном влияет материал, из которого изготовлен корпус дамбы, материал фундамента, а также уровень воды на берегу реки. Часто из-за того, что кадастровые участки находятся в собственности инвестора, не может быть обеспечена устойчивость при требуемых высотах венца, соответствующих определенным периодам повторяемости паводков, с использованием традиционных решений из-за необходимости строительства крутых откосов, чтобы дамба соответствовала ширине участка. Эта проблема обычно решается путем внедрения методов укрепления грунта, которые позволяют делать более крутые склоны.Одним из распространенных приемов в таких конструкциях является армированная засыпка, построенная путем укладки геосинтетических слоев во время строительства или реконструкции дамбы. Использование геосинтетических материалов в основном в армированных земляных конструкциях начало увеличиваться после 1971 года, когда во Франции была построена первая армированная стена из геотекстиля, и их положительный эффект был замечен. Позднее, примерно в 1980 г., были разработаны георешетки [2]. В настоящее время геосинтетики широко используются в различных областях инженерно-геологических работ, таких как неглубокие основания для увеличения несущей способности и уменьшения осадки [3,4,5], подпорные стены [6,7,8] и дорожное строительство [9,10]. .При использовании в дамбах их преимущество также было показано в уменьшении осадки дамб на мягком грунте [11] и повышении устойчивости откосов [12] или в том и другом. Их воздействие изучалось в недренированных [13,14], частично дренированных [14] и дренируемых [15] условиях во время и после строительства насыпи. Хирд и Квок [13] исследовали распределение напряжений в геосинтетическом элементе в зависимости от его жесткости, а также прочности и жесткости материала насыпи. Поскольку дамбы могут быть изготовлены из различных материалов, Балакришнан и Вишванадхам [16] изучили поведение георешеток при растяжении и деформации, встроенных в различные типы грунтов и при переменных нормальных напряжениях.Другие методы укрепления грунта также можно комбинировать с геосинтетикой. Например, Чжэн и др. [17] использовали каменные колонны в сочетании с геосинтетиками для создания устойчивых насыпей на мягком грунте и изучили их взаимодействие. методы на основе равновесия [18,19,20] и численные методы [14,21,22] в 2D и 3D [23], физические модели [24], а также различные другие методы, упомянутые Танджириа и др. [25]. На практике наиболее часто используется метод предельного равновесия в силу его простоты, несмотря на все ограничения и допущения, показавший хорошую работоспособность в реальных задачах [25]. только потому, что это означает более высокую стабильность, но и потому, что это армирующий элемент, который может быть изготовлен из различных материалов (полиэстер, полипропилен, полиэтилен, полиамид, полиэстер, поливинилхлорид) [26], и характеристики которого можно контролировать в процессе их эксплуатации. производства, что, в свою очередь, означает более высокую достоверность значений их параметров и меньшую изменчивость.Тем не менее, некоторая изменчивость параметров георешетки все еще может возникать из-за различных источников, а именно предубеждений в отношении коэффициентов снижения прочности, которые учитывают повреждение при установке, ползучесть и долговечность. Как заявили Роу и Содерман [18], геосинтетические материалы могут разрушаться по двум причинам: на границе грунт-армирование или внутри, как разрыв самого элемента армирования. Чтобы сопротивляться разрыву элемента при растяжении, сопротивление рассчитывается непосредственно с использованием параметров материала и поперечного сечения.Для сопротивления вытягиванию используются множественные эффекты, относительный вклад которых в общий эффект сопротивления вытягиванию изучался различными авторами [24, 27, 28]. Когда такие элементы размещаются внутри дамбы, можно ожидать несколько режимов отказа, а именно внутренний, внешний и составной [29], как показано на рисунке 1. Внутренняя устойчивость относится к поверхностям скольжения, которые полностью проходят через слои армирования, что означает что арматура вышла из строя либо из-за разрыва при растяжении, либо из-за выдергивания. Внешнее разрушение относится к более глубоким поверхностям скольжения, которые охватывают все слои армирования.Составное разрушение является наиболее распространенным типом, при котором поверхность скольжения проходит через различные армирующие слои. Помимо упомянутых режимов разрушения, если расстояние между соседними слоями армирования слишком велико и вторичное армирование не предусмотрено, разрушение может инициироваться проскальзыванием грунта между этими слоями, что затем приводит к общему разрушению. Так, участки откосов, армированные георешеткой, обычно состоят из основного, или основного, и вторичного, или промежуточного, слоев георешетки [2, 29, 30, 31].Разрушение откоса также может происходить без разрушения арматуры, т. е. если арматура представляет собой геосинтетический материал с низкой жесткостью, деформация разрушения которого намного больше, чем деформация, при которой происходит обрушение склона, то весь склон может разрушиться, не достигнув ни одной из точек. ранее определенные геосинтетические механизмы разрушения [18]. Какой механизм разрушения возникнет в дамбе, в значительной степени зависит от поперечного сечения дамбы и от того, будет ли это новая или реконструированная дамба, поскольку эти параметры будут определять размещение георешеток.Несмотря на то, что дамбы характеризуются рядом механизмов разрушения [32,33] и что около половины обрушений земляных насыпей происходит в результате процессов, связанных с прокладкой трубопроводов [34], в данном исследовании рассматривается только устойчивость откосов реконструируемого и дополнительно укрепленная речная дамба. Основной целью данного исследования является изучение чувствительности укрепленных дамб к повышению уровня воды и неопределенностям в геотехнических материалах, а также продвижение использования вероятностного анализа, который может учитывать эти неопределенности.Таким образом, вероятностный анализ проводится с целью количественной оценки влияния неопределенностей, связанных с армированием георешеткой, на устойчивость откосов дамб, а также для построения кривых хрупкости, которые показывают вероятность разрушения дамбы при любом уровне воды. Такие вероятностные анализы устойчивости откосов могут быть проведены с использованием многочисленных методов [35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43]. В этом исследовании принят метод предельного равновесия из-за его простоты и широкого использования в геотехнической практике, а результаты дополнительно обрабатываются программными вероятностными методами для определения вероятностей нежелательного поведения дамбы при различных уровнях воды в стационарных условиях.Статистические методы и вероятностные методы, используемые в этом исследовании, представляют собой метод отклика поверхности (SRM) и метод надежности первого порядка (FORM), которые были запрограммированы с помощью MATLAB. Значения изменчивости случайных величин, используемых для вероятностных расчетов, выбираются в соответствии с литературными данными. Поскольку в число рассматриваемых источников изменчивости георешеток входит долговременная деградация, а сейсмическое событие не рассматривается, условия, учитываемые для всей дамбы, осушаются.Пример описан в разделе 3. Кривые хрупкости, которые будут построены в результате этого исследования, представляют собой кривые, показывающие условную вероятность нежелательного поведения, возникающего в результате увеличения интенсивности расчетного события. Их использование в гражданском строительстве началось, по крайней мере, в 1980 году с работы Кеннеди и др. [44], связанных с безопасностью атомной электростанции. Позже их использование для защиты от наводнений началось в 1991 г. с Политического руководящего меморандума USACE [45], за которым последовало дальнейшее объяснение в Техническом письме инженера USACE 1993 г. [46], как сообщает [47].В настоящее время широко распространено их использование для обеспечения устойчивости откосов [35,39,47] в отношении сейсмических явлений, осадков и повышения уровня воды.

2. Методология

В этом исследовании используется метод Хасофера-Линда [48], также известный как метод надежности первого порядка (FORM), вместе с методом поверхностного отклика (SRM) для приближенного расчета надежности защиты от наводнений. набережная. SRM — это статистический метод, используемый для аппроксимации отклика модели на входные переменные с помощью подходящей функции, когда истинное соотношение неизвестно.Аппроксимация выполняется путем подгонки выбранной функции к исходной модели, оцененной в нескольких точках выборки, т. Е. Коэффициенты функции определяются методом минимизации ошибок. Он выбран как относительно простой инструмент для дополнения FORM путем определения требуемой функции производительности. В этом исследовании он используется для построения n-мерной поверхности, которая аппроксимирует отклик дамбы, где n — количество случайных величин, на основе известных значений функции и регрессионного анализа.Поверхность, используемая в этом исследовании, представляет собой квадратичную функцию, определяемую полиномом второго порядка, как показано в уравнении (4). Коэффициенты функции получают путем минимизации ошибки между исходной и аппроксимированной функциями [49]. После этого вероятность отказа определяется с помощью оптимизации FORM. FORM представляет собой усовершенствование метода второго момента первого порядка (FOSM) с его геометрической интерпретацией индекса надежности, который является инвариантным по отношению к формату функции производительности.Чтобы использовать его, первым шагом является преобразование всех случайных переменных в независимые переменные в стандартном нормальном пространстве с нулевым средним значением и единичным стандартным отклонением, и необходимо знать функцию производительности. Он предлагает решение, которое определяет индекс надежности (β) как кратчайшее расстояние от функции отказа (определяемой SRM и функцией эффективности) до начала стандартного пространства переменных, которое является средним значением совместного распределения вероятностей и наиболее эффективный метод оценки pf для задач, связанных с одним доминирующим видом отказа [50].Раквитц [51] отметил, что для 90% всех приложений FORM удовлетворяет всем практическим потребностям, и ее числовая точность обычно более чем достаточна. Поскольку все случайные величины нормально распределены и независимы, преобразование в стандартное нормальное пространство просто выполняется по уравнению (1) [52]. где xi¯ — стандартное нормальное значение переменной, μ — среднее значение исходной переменной, а σ — стандартное отклонение исходной переменной. Первым шагом в анализе является определение числа используемых случайных величин и их соответствующих значений. статистика.Механизмы выхода из строя геосеток – разрыв элементов, либо вырывание сетки из грунта. Что касается предела прочности при растяжении, поскольку имеется три ряда георешеток, армирующих корпус, предел прочности при растяжении каждого из них моделируется как независимая случайная величина. Взаимодействие между арматурой и грунтом зависит от различных факторов, в том числе параметров сетки, таких как шероховатость, размеры отверстий сетки, толщина поперечных ребер и характеристик деформируемости, а также параметров грунта, таких как угол трения, гранулометрический состав, форма частиц, плотность, содержание воды. содержание, сплоченность и жесткость [2].Для параметров отрыва в этом исследовании трение на границе раздела грунт-сетка принимается как часть угла внутреннего трения грунта, а сцепление игнорируется. Поскольку трение на границе раздела грунт-решетка зависит от угла трения материала, покрывающего сетку, угол внутреннего трения этого материала также принимается в качестве случайной величины. Таким образом, всего рассматриваются 4 случайные величины (табл. 3). Поскольку торцевое анкерное крепление отсутствует, скольжение грунта по границе раздела грунт-сетка может происходить на любом конце сетки, т.е.д., внутри тела или на лице. На протяжении всего анализа определенный коэффициент трения между грунтом и сеткой поддерживается постоянным, чтобы исследовать поведение при различных соотношениях. Анализы выполняются для трех расчетных вариантов с различным поверхностным трением, названных здесь SIF (малое поверхностное трение), MIF (среднее поверхностное трение) и HIF (высокое поверхностное трение). Сиа и Диксон [53] проанализировали изменчивость параметров прочности поверхности раздела между почвой и геотекстилем или геомембранами в крупнозернистых и мелкозернистых грунтах.В этой статье отношение считается постоянным как детерминированный параметр. Для случая MIF используется контактный угол трения 2/3 φ, что является рекомендуемым консервативным значением для геосинтетических материалов [2]. Это хорошо согласуется со значениями, полученными Ю и Батерстом [54], которые использовали понижающий коэффициент, применяемый к касательной угла трения засыпки, равный 0,5–0,8, при этом наилучшее соответствие между испытаниями на отрыв и результатами численной модели составляет 0,67 или 2/. 3. В других исследованиях предлагаются другие значения, т.е.г., Феррейра и др. [12] определяют угол трения на границе раздела как 6/7 φ, а Джуэлл [55] принимает коэффициент 0,8 в качестве «коэффициента прямого скольжения» в качестве значения, «безопасно охватывающего большинство практических случаев». В этом исследовании коэффициент 0,67 используется как среднее значение, но применяется непосредственно к углу трения, а не к его касательной (что эквивалентно применению коэффициента 0,63 к касательной). Для двух других случаев, SIF и HIF, коэффициент трения на границе раздела фаз равен 0,5 и 1 соответственно. Затем для каждого уровня воды проводится произвольное количество различных детерминированных анализов устойчивости откосов путем изменения значений случайных величин.В данном исследовании это достигается с помощью моделирования латинского гиперкуба, в котором прочность сетки варьировалась для каждого выбранного угла трения. Затем значения всех переменных преобразуются в стандартное нормальное пространство переменных по уравнению (1), а результирующий коэффициент безопасности корректируется соответствующим образом с помощью соответствующей функции качества, как показано ниже. Функция эффективности определена для двух случаев и показана в уравнениях (2) и (3), один для условий отказа, где F S = 1 (ULS), и один для произвольного значения коэффициента безопасности F S = 1. .5. «Вероятность отказа», рассчитанная для второго случая, фактически относится к вероятности достижения определенного порога. Когда рабочие функции, определяемые левым и средним членами в уравнениях (2) и (3), приравниваются к нулю, это становится функцией предельного состояния, которая определяет отказ или нежелательное поведение. Детерминированный анализ устойчивости откосов, а также анализ устойчивого просачивания проводятся с использованием Slide2 v9.009, Rocscience Inc., Торонто, Онтарио, Канада. Такие определенные группы, состоящие из значений стандартных нормальных переменных и соответствующих значений функции качества для каждого уровня воды, аппроксимируются полиномом, показанным в уравнении (4) [56].

g′x¯= c+∑i=1Nbixi+∑i=1N∑j=1Naijxixj

(4)

g′x¯ символизирует аппроксимацию реальной функции производительности, где «c», «b» и «a» — ее коэффициенты, N — количество случайных величин, а «x» — значения случайных величин. Подгонка выполняется в MATLAB путем минимизации суммы квадратов невязок с помощью функции lsqcurvefit, где известны значение или функция производительности и случайные величины. Результатом такой минимизации являются коэффициенты «с», «b» и «а» для полинома, который аппроксимирует функцию качества в окрестности расчетной точки (1 или 1.5). Теперь, когда коэффициенты известны, выполняется оптимизация с ограничениями (минимизация). Мы ищем минимальное значение евклидовой нормы стандартных нормальных переменных, которое удовлетворяет условию g x¯ =0. Это делается путем минимизации вектора стандартных нормальных переменных xi с ограничением g x¯ =0 с помощью функции MATLAB fmincon.

β= xi′·xi = мин.

(5)

В результате (1) индекс надежности β определяется как кратчайшее значение радиус-вектора x i , который определяет функцию предельного состояния, и (2) значения стандартных нормальных переменных x i , которые дать ранее определенное расстояние.После нескольких итераций эти значения сходятся к истинной функции предельного состояния. Когда разница между двумя итерациями становится незначительной, процедура останавливается. Обычно это достигается за 2–4 итерации для данного исследования. Каждая итерация содержит новый детерминированный анализ устойчивости откосов с новыми значениями случайных величин, полученными в результате предыдущих итераций. Чтобы рассчитать вероятность отказа из полученного индекса надежности, рассчитывается кумулятивное стандартное нормальное распределение для индекса надежности с обратным знаком.Поскольку для оптимизации требуется набор начальных значений, они варьируются для одного и того же расчета, чтобы проверить надежность результата и локальные минимумы. Еще одна проверка качества выполняется путем построения поверхностей в трехмерном пространстве путем игнорирования двух случайных величин. Чтобы принять результат, необходимо не только небольшое изменение в последовательных итерациях, но и качество регрессии между реальной функцией эффективности и аппроксимированной, как показано в уравнении (6) [56], должно быть ≥0.95.

R2 =1 — ∑i=1rgx¯ − g′x¯2∑i=1rEgx¯ − gx¯2→1

(6)

где Egx¯ — ожидаемое значение функции качества, просто взятое как среднее арифметическое всех значений детерминированной функции качества. Вдобавок ко всему, среднеквадратическая ошибка (MSE) также рассчитывается по уравнению (7), и результаты варьируются от 5 × 10 −6 до 2 × 10 −19 . Весь процесс повторяется для различных типов воды. уровней и построены кривые хрупкости.

СКО = 1n∑i=1ngx¯ − g′x¯2→0

(7)

Обсуждавшаяся ранее методология построения кривых хрупкости для устойчивости дамбы, обобщенная на рисунке 2, требует установления надлежащего состояния давления воды.Для расчетных ситуаций, которые включают уровень воды до вершины дамбы, численный анализ включает обычно используемые граничные условия правильно определенных гидравлических напоров на берегу реки и на суше. Однако, как Либрич и соавт. [57] обнаружили в своем исследовании, что перелив дамбы в конкретном примере подвергается высокому риску по сравнению с другими рисками, поэтому в этом исследовании также рассматривается перелив. Перелив (т. е. перелив) обычно является результатом паводка (нагона) или может произойти из-за перелива волны.Комбинированный эффект нагона и волнового перетекания обсуждается многими авторами [58, 59, 60]. Однако для рассматриваемой речной дамбы актуален только нагонный тип перелива. Когда уровень воды поднимается выше кроны, расчеты напряжений дополняются дополнительными граничными касательными напряжениями вдоль кроны и приповерхностного откоса. Кроме того, трапециевидное напряжение прикладывается к своду во время перелива для моделирования давления воды, соответствующего высоте воды на стороне вверх по течению и высоте воды на стороне вниз по течению, рассчитанной по уравнению (10).Учитывая, что этот аспект выходит за рамки стандартных анализов, требуется осторожная оценка этих касательных напряжений. Границы обоих анализов определены достаточно далеко от области дамбы, чтобы не повлиять на результаты. Для анализа просачивания требуются только гидравлические граничные условия, которые в данном случае состоят из постоянных или переменных значений гидравлического напора, применяемых к боковым границам и верхней границе модели до требуемой высоты. Во время нагонного перелива скорость воды увеличивается вниз по склону до тех пор, пока не будет достигнута конечная скорость при равновесии между импульсом воды и сопротивлением трения склона, после чего поток становится установившимся, и скорость можно рассчитать по следующему уравнению:

v0=sinθn3/5·q02/5 (м/с)

(8)

где v 0 (м/с) – установившаяся скорость потока, θ (°) – угол наклона береговой полосы, n (-) – коэффициент Мэннинга, q 0 (m 2 /с) – устойчивый разряд [58].Для сверхкритического потока, который развивается на склоне, как показано на рис. 3, Хьюлетт и др. [61] предложили значение коэффициента Мэннинга n = 0,02, соответствующее наклонам 1:3. Расход через гребень дамбы можно рассчитать с помощью уравнения для потока через водослив с широким гребнем, которое дает несколько консервативные результаты из-за неучета потерь на трение [63]:

q = 233/2·g·h23/2 (м2/с)

(9)

где g (м/с 2 ) — ускорение свободного падения, а h 1 (м) — напор вверх по течению (высота над гребнем дамбы).Если предполагается установившийся поток, расход постоянен вдоль склона. Таким образом, высота уровня воды, перпендикулярная откосу в зоне устойчивого равномерного потока на единицу длины дамбы, может быть рассчитана из уравнений (8) и (9) следующим образом: напряжение, возникающее в результате помпажного перелива, равно:

τ0 = γw·h·sinθ (кПа)

(11)

где γ w (кН/м 3 ) – удельный вес воды. Уравнение (11) консервативно завышает результаты, так как результирующее давление немного выше, чем давление в области над установившимся потоком [60].Напряжения сдвига, рассчитанные таким образом, применяются вдоль гребня и бокового откоса, как показано на Рисунке 4 для численной модели. некруглые поверхности скольжения вместе с оптимизацией Монте-Карло, чтобы потенциально найти еще больше критических поверхностей [64]. Все анализы устойчивости откосов являются детерминированными, при этом значения четырех ранее описанных случайных переменных варьировались в соответствующих диапазонах, тогда как вероятностные анализы проводятся после получения результатов детерминистических анализов.Вариация угла трения выполняется вручную, а для георешеток — с помощью моделирования Latin Hypercube. Первоначально он проводился в диапазоне ±3σ с шагом 1σ для определения приблизительного местоположения расчетной точки, а затем корректировался до меньших шагов, расположенных близко друг от друга вокруг расчетной точки.

3. Тематическое исследование

Река Драва общей протяженностью 710 км течет из Италии в восточную Хорватию, где впадает в Дунай, и исторически известна крупными наводнениями [65], когда за последние несколько лет произошли важные события.Для этого тематического исследования анализируется протяженность 3,7-километрового участка дамбы для защиты от наводнений, идущей от Оток Вирье до Брезье на реке Драва в Хорватии. Досягаемость лежит на отложениях периода голоцена. В основном это отложения первых аллювиальных террас Дравы, сложенные большим количеством песка и гравия, глубина которых местами превышает 100 м. Ближе к поверхности встречаются слои илистого материала. В 2012 г. в реке Драве был измерен уровень воды 1000-летней периодичностью, что вызвало разлив дамбы на протяжении более 1 км и прорыв на протяжении 50 м, причинив огромный ущерб окружающей территории.Поскольку первоначальная насыпь была построена в 1968 г. при расчетном высоком уровне воды с 1965 г. [66], требуется реконструкция существующей насыпи для поднятия высоты ее венца до новых расчетных уровней воды. Новая требуемая высота соответствует новому 100-летнему периоду повторяемости уровня воды +1 м, что находится на высоте от нескольких см до 1 м над старой кроной. Повышение высоты предполагает также расширение поперечного сечения насыпи, что может быть достигнуто тремя способами: сохранением существующей насыпи со стороны суши от новой (т.т. е., реконструируя в сторону реки), сохраняя существующую набережную со стороны реки (т. е. реконструируя в сторону суши) и совмещая существующую и новую оси (т. е. реконструируя с обеих сторон). Выбранный участок для данного примера определяется направлением реконструкции и стратиграфией недр — выбирается реконструкция с обеих сторон. Ситуационный вид участка насыпи на реке Драва показан на рис. 5. Для подтверждения устойчивости вновь реконструированной насыпи во всех соответствующих расчетных ситуациях расчеты выполняются с использованием детерминированного анализа предельного равновесия, и все в соответствии с действующими нормами для геотехнических дизайн, т.e., EN 1997-1:2012 Еврокод 7: Геотехническое проектирование — Часть 1: Общие правила и соответствующее хорватское национальное приложение для статических расчетных ситуаций, EN 1998-1:2011 Еврокод 8: Проектирование сейсмостойких конструкций — Часть 1: Общие правила, сейсмические воздействия и правила для зданий и соответствующие национальные приложения по сейсмическому проектированию. В результате анализа были получены детерминированные коэффициенты безопасности, показанные в Таблице 1. Видно, что значения коэффициента безопасности для всех расчетных ситуаций являются приемлемыми. Реконструкция дамбы выполнена с использованием гравия хорошего качества (GW по классификации USCS).Поскольку гравий обладает высокой проницаемостью, мембраны GCL используются для обеспечения того, чтобы свободная поверхность воды оставалась внутри тела дамбы во время половодья. Судзуки и др. [67] провели полевые и лабораторные испытания с различными типами GLC, чтобы выяснить их влияние на устойчивость насыпей. Однако, поскольку GCL в этом исследовании расположен на речной стороне дамбы, а анализируется устойчивость наземной части, их влияние не имеет значения для этого исследования. Кроме того, корпус дополнительно усилен одноосными георешетками TENAX TT 045 GS, HDPE.Поперечное сечение насыпи, использованное в расчетах, показано на рис. 6. Георешетки располагают на расстоянии 0,7 и 0,9 м друг от друга, чтобы соответствовать высоте насыпи, а максимальная рекомендуемая высота для армированных откосов согласно [31] составляет 1 м из-за к местной устойчивости лица. Таким образом, локальная нестабильность лица частично смягчается. Неустойчивость на суше также может быть вызвана поверхностной эрозией во время перелива. Сопротивление такому воздействию можно повысить, уложив над откосом армирующий слой из стандартных геосинтетических материалов или других специфических продуктов [68], таких как биополимеры [69,70], но в этом случае такой дополнительной защиты нет.То же самое относится и к прибрежному склону, где поверхностная эрозия может быть вызвана течением реки и во время быстрого снижения уровня воды в реке (RDD).
Изменчивость параметров материалов
Детерминированные параметры для всех почв тщательно выбираются из доступных лабораторных и полевых данных, проведенных авторами этой статьи. Средние значения параметров георешетки берутся из паспорта производителя. Статистические данные для параметров, назначенных случайными величинами, выбираются из литературы.В таблице 2 показаны расчетные значения детерминированных параметров для каждого материала, а в таблице 3 приведены статистические данные случайных величин. Так как все три сетки внутри насыпи одинаковы, их статистика также одинакова, но каждая сетка моделируется как независимая случайная величина. Статистические параметры для геосеток определяются следующим образом. Среднее значение берется из спецификации производителя, где характеристическое значение делится на ряд факторов, а именно на фактор повреждения при установке (RF ID ), ползучести (RF C ) и деградации из-за химических и/или или биологических процессов (RF D ), чтобы получить расчетную прочность на растяжение 18.5 кН/м. Чтобы преобразовать предложенную изготовителем долговременную расчетную прочность в случайную величину, ее сначала умножают на средние значения коэффициентов смещения для повреждения установки (μXID), ползучести (μXC) и долговечности (μXD), статистика которых определяется из литературы [71]. ,72,73,74] для получения среднего значения, в то время как CoV различных факторов смещения вместе взяты как CoV для прочности на растяжение (уравнение (12)). Теоретически это верно для некоррелированных логарифмически нормальных случайных величин, но при малых CoV оно достаточно точно для некоррелированных нормальных случайных величин [75].Поскольку коэффициент долговечности в основном зависит от проекта, он берется с произвольным значением CoV = 0,1 [72]. Выбранные статистические данные для всех значений смещения фактора показаны в Таблице 4. Выбранные георешетки изготовлены из ПЭВП (полиэтилена высокой плотности), которые показали самые низкие средние значения и CoV значений факторов смещения, и их статистика не зависит от типа почвы. [72]. Поскольку случайные величины геосеток нормально распределены [72] и некоррелированы, можно использовать простое преобразование в стандартные нормальные переменные, как показано в уравнении (1).

CoV=CoVXID2+CoVXC2+CoVXD2

(12)

Поскольку частные коэффициенты в различных подходах к проектированию калибруются с использованием анализа надежности [76], средний угол трения реконструируемого материала оставляют на его характеристическом значении, и к нему применяется изменчивость, в то время как все другие детерминированные значения факторизуются с использованием частных коэффициентов из Еврокод 1997 DA3.

4. Результаты и обсуждение

Во время расчетов устойчивости откосов при более высоких уровнях воды небольшие вариации значений случайных величин привели к поверхностям скольжения на мелкой и глубокой глубинах с сильно различающимися коэффициентами безопасности, как показано на рис. 7.В таких случаях неглубокие и глубокие поверхности разделяются и рассчитываются две вероятности отказа, одна для мелкого скольжения, а другая для глубокого скольжения. Затем строятся кривые хрупкости для двух предельных состояний, определяемых коэффициентами безопасности 1 и 1,5 (соответственно LSF10 и LSF15), для обоих типов отказов. На рисунке 8 показаны результирующие кривые хрупкости для двух предельных состояний, для различных уровней воды от подошвы до вершины дамбы (расположенной на высоте 196,8 м над уровнем моря) и выше для имитации нагонного перелива.Уровень воды повышают до тех пор, пока не будет обеспечен почти верный отказ. Однако Раквитц [51] отметил, что FORM хорошо работает только при достаточно больших показателях надежности, которые он определил как β > 1, так как в противном случае это может быть не лучшая точка линеаризации [77], которая в данном случае соответствует уровню воды около 200,5 м.н.у.м. для LSF10 и 196 м над уровнем моря. для LSF15. Кривые, используемые для подгонки точек, представлены общей сигмовидной функцией со следующим уравнением [78]:

f(x) = pf,min + (pf,max − pf,min)/1 + 10H ¯ − xk

(13)

где p f,min и p f,max — минимальное и максимальное значения функции соответственно, H¯ — средний гидравлический напор, а k — наклон кривой при среднем значении.Кривая подгоняется к точкам методом наименьших квадратов. Используя такую ​​функцию, можно определить кривую, даже не имея всего диапазона точек от нуля до одной вероятности отказа. Как видно из рисунков, для случаев, когда функция предельного состояния определяется как F S = 1,5 (LSF15), вероятности отказа имеют место во всем диапазоне, а определенное поведение в предельном состоянии с вероятностью 1 уже достигнут уровень воды в венце. Для функции предельного состояния, определяемой F S = 1 (LSF10), максимальные расчетные вероятности отказов достигают от примерно 65 % до 10 %, в то время как остальная часть кривой основана только на подгонке к тем меньшим значениям. ценности.

Из диаграмм видно, что с увеличением межфазного трения различие между мелкой и глубокой поверхностями начинает проявляться раньше, т.е. при более низких уровнях воды, для LSF10. При δ/φ=0,5 различие происходит при p f > 0,3, при δ/φ=0,67 при p f > 0,05, а при δ/φ=1 при p f > 0,002. Несмотря на это, в данном случае этот эффект никогда не достигал такого низкого уровня воды, как вершина дамбы. Для LSF15 различие возникает при более низких уровнях воды, чем при высоких, и не столь велико, поэтому оно не заметно в обычном масштабе.Кроме того, трение интерфейса в этом отношении не имеет в данном случае заметного эффекта. На уровнях воды, где нет различия между глубокими и мелкими поверхностями, это происходит по двум причинам. Во-первых, все отказы произошли как в виде глубоких, так и неглубоких отказов, а во-вторых, существует небольшое различие между коэффициентами безопасности для глубоких и мелких поверхностей. Первая причина указывает на то, что кривые построены для устойчивости склона независимо от режима разрушения, если все поверхности следовали одному и тому же режиму.Только при появлении разных мод кривые расходятся.

Несмотря на то, что диаграммы для обоих предельных состояний, кажется, сливаются при более низких уровнях воды, очевидно, что это не так, поскольку диаграммы относятся к разным предельным состояниям, которые не могут быть достигнуты при одних и тех же параметрах прочности для определенного уровня воды. Так, на рис. 9 показана диаграмма в логарифмическом масштабе, чтобы увидеть разницу при более низких уровнях воды. Точки LSF15 все еще могут быть относительно хорошо аппроксимированы той же сигмовидной функцией.Для LSF15 вероятность отказа начинает заметно возрастать только после того, как уровень воды достигает примерно 60% высоты дамбы. С другой стороны, точки LSF10 имеют худшее соответствие, что связано с тем, что p f практически не меняется при уровне воды между 0 и гребнем дамбы и начинает существенно меняться только при нагонном переливе. Таким образом, чтобы соответствовать точкам LSF10, первая точка, относящаяся к ситуации отсутствия воды, игнорируется. Причина постоянной вероятности отказа заключается в том, что параметры, необходимые для достижения определенного предельного состояния, таковы, что они создают небольшие поверхности скольжения, на которые вода в этом случае не влияет.Это означает, что независимо от уровня воды до вершины p f дамбы остается неизменной. Из рисунков можно отметить, что более глубокие поверхности разрушения, как правило, менее вероятны во время разрушения, чем более мелкие поверхности. Это, безусловно, обусловлено тем, что тело дамбы, через которое проходят более глубокие поверхности, было смоделировано как детерминированный материал. Интересно отметить, что для случая минимального трения LSF15 точки, относящиеся к глубоким поверхностям, показывают небольшое уменьшение p f с повышением уровня воды в начале кривой.Это означает, что при более низком уровне воды существует более высокая вероятность того, что дамба разрушится в целом, чем при более высоком уровне воды, что дамба разрушится из-за глубокого оползания. Причина такого поведения в том, что при меньшем уровне воды глубокие поверхности не обнаруживаются. Для других углов трения поверхности раздела эти два значения очень похожи. При интерпретации результатов расчета условных вероятностей отказа следует иметь в виду, что они рассчитываются на основе только одной ближайшей к началу координат точки, определяемой индексом надежности.Это подразумевает линеаризацию функции предельного состояния для интегрирования ниже стандартного нормального совместного распределения, что может привести к завышению или недооценке реальной вероятности в зависимости от истинной формы функции предельного состояния [52]. Чтобы исследовать их формы, 2D-представления функций предельного состояния для среднего поверхностного трения и для LSF10 и LSF15 показаны на рисунке 10, где черные линии представляют LSF для внутреннего трения грунта и прочности верхней сетки как случайные величины, красные линии LSF для внутреннего трения грунта и прочности средней решетки в качестве случайных величин, а синие линии LSF для внутреннего трения грунта и прочности донной сетки в качестве случайных величин.Крайние правые кривые соответствуют более высоким уровням воды, уменьшающимся к крайним левым кривым. Кружки на рисунке 10 представляют собой стандартное нормальное совместное распределение, т. е. каждый кружок соответствует одному стандартному отклонению. Из рисунков видно, что LSF слегка изогнуты в любом направлении без какой-либо заметной тенденции, что дает смешанные результаты с точки зрения консервативности. Однако в большинстве случаев ожидается, что эффект линеаризации не будет высоким из-за относительно небольшого искривления.Подобные формы отмечены для всех значений угла трения на поверхности раздела и здесь не показаны. нормированный показатель надежности по вертикальной оси. Нормализованный индекс надежности — это просто индекс надежности для среднего коэффициента трения на границе раздела сред для каждого соответствующего уровня воды, вычтенный из индексов надежности при других коэффициентах трения (β n = β − β 0.67 ). Таким образом, все кривые переводятся по вертикальной оси для лучшего сравнения. На рисунке 11 отмечены две характеристики, одна из которых состоит в том, что тренд является приблизительно линейным, меняясь от степенного закона для более низких уровней воды (т. , ниже β, выше p f ). Второй связан с увеличением крутизны кривой от более низкого к более высокому уровню воды, что более выражено при более высоком коэффициенте трения, чем при более низком.Кроме того, такой же увеличивающийся эффект наблюдается для более глубоких поверхностей по сравнению с мелкими при одном и том же уровне воды (две самые высокие кривые). Для случая LSF15 (на рисунках не показан), несмотря на то, что между p f s для различных коэффициентов трения, по-видимому, существуют некоторые различия, видимых тенденций нет, за исключением того, что глубокая кривая скольжения круче, чем соответствующие пологие кривые скольжения. проанализировать чувствительность устойчивости склона к каждой из заданных случайных величин, двумерные сечения поверхностей отклика через расчетную точку нанесены на рис. 12.Для каждого графика одна представляющая интерес переменная изменяется вблизи расчетной точки, в то время как другие случайные переменные удерживаются в соответствующих значениях расчетной точки. Горизонтальные оси на графиках нормализованы таким образом, что значение расчетной точки равно нулю, и показывают количество стандартных отклонений от точки. Другими словами, кривые смещаются от значений, полученных с помощью уравнения (1), чтобы совместить все расчетные точки с нулем. Это помогает сравнивать тренды поверхности отклика при различных уровнях воды.Из поверхностей отклика видно, что существуют две основные тенденции, а именно параболическая (положительная или отрицательная) и линейная. Это, конечно, ограничивается функцией, используемой для аппроксимации поверхности отклика (уравнение (4)), которая представляет собой квадратичный полином. Интуитивно понятно, что увеличение любого значения параметра прочности или сопротивления приводит к увеличению устойчивости склона за счет увеличения запаса прочности. Однако некоторые кривые, показанные на рисунке 12, кажутся противоречащими этому утверждению, поскольку они представляют собой параболы, имеющие максимумы и минимумы в расчетной точке или вблизи нее.Это всего лишь кажущаяся проблема, вызванная только выбранной функцией аппроксимации и не демонстрирующая каких-либо несоответствий с учетом угла трения, поскольку все максимумы находятся с правой стороны расчетной точки, а все минимумы — с левой стороны, и кривые подгоняются к данным по их возрастающим частям. В основном это происходило, когда при меньших углах трения не было различия между глубоким и поверхностным скольжением, но при более высоких углах трения оно было. В этих случаях происходит внезапное увеличение запаса прочности, и параболическая поверхность отклика не может быть сгенерирована со всем диапазоном данных для глубокого скольжения.Это означает, что для достижения хорошего соответствия данных параболе необходимо отбросить все точки выборки, кроме ближайших, по обе стороны от расчетной точки, сохранив при этом все точки только на противоположной стороне. Пример такой ситуации показан на рисунке 13. Очевидно, что для аппроксимации таких данных следует использовать функцию более высокого порядка. Можно возразить, что если используется только узкий диапазон данных вокруг расчетной точки, то нет необходимости аппроксимировать данные с помощью функции более высокого порядка.Хотя это может быть правдой в некоторых случаях, в других случаях диапазон, который потребуется, чтобы избежать функций более высокого порядка, относительно узок и усложнит анализ, чтобы найти значения только внутри этого узкого диапазона. обычно постоянны, что означает, что они не влияют на коэффициент безопасности. Однако есть несколько возрастающих кривых, а также другие, которые действительно показывают уменьшение коэффициента запаса прочности с увеличением прочности. Относительно последнего следует отметить, что диапазон коэффициентов запаса на рисунке 12 для сеток начинается от 0.от 95 до 1,05, и поэтому такие тренды нельзя считать истинными трендами. Вместо этого их можно объяснить разбросом данных как на глубоких, так и на мелких поверхностях, а также с ограничениями формы выбранной функции аппроксимации. Этот разброс данных происходит в основном для нижнего и среднего слоев сетки и только для более высоких углов трения. В той же области углов трения прочность верхней сетки начинает демонстрировать тенденцию от линейной к параболической, как показано на рис. при средних значениях для большинства случаев (рис. 15).С каждым приращением уровня воды происходит изменение индекса вероятности отказа/надежности, что вызвано различными критическими значениями случайных величин, необходимых для достижения определенного LSF на этом конкретном уровне воды. Несмотря на то, что критические значения различаются, когда один и тот же уровень воды оценивается с разными коэффициентами трения на поверхности раздела, поскольку разница невелика, на рисунке 15 показано среднее критическое значение каждой случайной переменной. Рисунок 15 представляет собой представление уравнения (5), где общий индекс надежности также может быть рассчитан для каждого уровня воды, зная соответствующие критические значения каждой случайной переменной.Несмотря на то, что на рисунке 15b показано снижение критической прочности на растяжение для LSF15 при гидравлическом напоре около 196 м над ур. по сравнению с нижними головками показатель надежности все равно снижается (рис. 8 и рис. 9) из-за увеличения критического угла трения. С другой стороны, критическое значение для LSF10 практически не меняется с повышением уровня воды. Это также верно для обоих LSF для средней и нижней сетки. Чтобы исследовать относительный вклад неопределенности каждой случайной величины в общую неопределенность, направляющие косинусы (или коэффициенты чувствительности) рассчитываются как отношение критического значения каждой случайной величины. к показателю надежности.Квадраты коэффициентов чувствительности дают нам интересующие значения [79]. Для всех углов трения на границе раздела (низкий, средний, высокий) для LSF10 вклад угла внутреннего трения составляет >99,84 % при среднем значении 99,97 %. Небольшой остаток (Рисунок 16. Вклад средней и нижней сетки все время оставался близким к нулю.

(PDF) Эффективность анкеров стены георешетки, георешетки и микросвай для смягчения неустойчивых откосов

Заключение

Анализ устойчивости откоса представляет собой сложная работа в геотехнической инженерии

.Ранее метод предельного равновесия анализа

широко применялся благодаря его ясному физическому смыслу

и простоте расчета. Теперь, с развитием метода конечных элементов, метод снижения прочности постепенно признается для определения коэффициента безопасности откоса. В этой статье

коэффициент безопасности откоса сначала рассчитывается по методу

Бишопа, который затем сравнивается с коэффициентом безопасности, полученным методом снижения прочности с помощью МКЭ.

И, как по методу предельного равновесия, так и по методу конечных элементов

коэффициент безопасности был найден больше 1. После

эта конструкция была построена и стабилизирована.

Следующие заключительные замечания могут быть сделаны по

этой работе.

Основной причиной обрушения этого склона была лесозаготовка

, естественный угол наклона и дополнительная нагрузка на здание

.

Меры по смягчению последствий требовали устойчивого и

экономичного решения, которое укрепит почву,

и позволит отводить просачивающуюся воду без эрозии

почвы.Для таких условий уклона оптимальным решением

оказывается комбинация армирования грунта георешеткой

, микросваи

и георешетки.

Коэффициент запаса прочности был увеличен после армирования

с использованием комбинации микросваи, георешетки

и геоячейки.

Стабилизация склона с помощью комбинации армирования грунта

с помощью георешетки, георешетки и микросваи

— это новая технология для Непала, которая показывает

хорошие результаты для смягчения последствий обрушения склона на динамическом гималайском склоне

.

Благодарности

Авторы хотели бы поблагодарить Chandragiri Hills Ltd. за финансирование и доверие к внедрению нового метода стабилизации склонов в Непале,

в своем роде. Авторы хотели бы поблагодарить команду GS Soil and Materials

за тестирование образца проектной территории.

Вклад авторов

Санджая Кумар Джайн участвовал в сборе данных в полевых условиях, анализе данных, моделировании

и написании рукописи.И все остальные авторы внесли свой вклад в анализ данных

, моделирование и написание статьи. Автор(ы) прочитали и одобрили

окончательный вариант рукописи.

Финансирование

Chandragiri Hills Ltd. профинансировала проект по анализу и строительству.

Наличие данных и материалов

Большая часть данных собирается в ходе полевых работ и моделирования. Некоторые из

данных, полученных или проанализированных в ходе этого исследования, включены в

опубликованных статей, которые упоминаются в документе.

Заявления

Конкурирующие интересы

Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих интересов.

Сведения об авторе

1

Университетский колледж Линкольна, Кота-Бару, Малайзия.

2

ERT Tech Pvt. Ltd,

Катманду, Непал.

3

Университет Трибхуван, кампус Пулчоук, Киртипур, Непал.

4

Уханьский технологический университет, Ухань, Китай.

Получено: 13 сентября 2020 г. Принято: 21 апреля 2021 г.

Ссылки

Ausilio E, Conte E, Dente G (2001) Анализ устойчивости откосов, усиленных сваями

.Comput Geotech 28 (8): 591–611. https://doi.org/10.1016/S0266-352X(01

)00013-1

Bathurst RJ, Jarrett PM (1988) Крупномасштабные модельные испытания геокомпозитных матрацев

на торфяном основании

Буш Д., Дженнер Д., Дженнер C, Bassett R (1990) Проектирование и строительство матрацев фундамента Geocell

, поддерживающих насыпи на мягких грунтах. Geotext

Geomembr 9(1):83–98. https://doi.org/10.1016/0266-1144(90)-X

Канчелли А., Римольди П., Монтанелли Ф. (1993) Индекс и тесты производительности геоячеек

в различных применениях, в испытаниях геосинтетического армирования грунта

процедур, под редакцией.ASTM International

Chen R, Chiu Y (2008) Модельные испытания подпорных конструкций георешетки. Геотекст

Геомембр 26(1):56–70. (2008)

меньший

Гималаи Непала на основе совокупности доказательств. Геоморфология 102(3–4):

496–510. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2008.05.041

Дахал Р.К., Хасегава С., Яманака М., Дхакал С., Бхандари Н.П., Ятабе Р. (2009)

Сравнительный анализ параметров оползней, вызванных осадками

, в малых Гималаях Непала. Environ Geol 58 (3): 567–586.

https://doi.org/10.1007/s00254-008-1531-6

Dash SK, Krishnaswamy N, Rajagopal K (2001) Несущая способность ленточных фундаментов

, опирающихся на песок, армированный георешеткой. Геотекст Геомембр 19(4):235–256.

https://doi.org/10.1016/S0266-1144(01)00006-1

Dash SK, Rajagopal K, Krishnaswamy N (2007) Поведение песчаных пластов

, армированных геоячейками, при полосовой нагрузке. Can Geotech J 44 (7): 905–916. https://дои.

org/10.1139/t07-035

Dash SK, Sireesh S, Sitharam T (2003) Модельные исследования кругового фундамента с опорой

на песке, армированном объемной георешеткой, с подстилаемой мягкой глиной. Геотекст Геомембр 21(4):

197–219. https://doi.org/10.1016/S0266-1144(03)00017-7

Элараби Х., Сооркты А.А. (2014) Строительство микросвай методом давления

.J Civil Eng Architecture 8(1):74

Хаген, Т. (1969), Отчет о геологическом исследовании Непала, Vol. 1: Предварительная

Разведка, Denkschriften der Schweizerischen Naturforschenden

Gesellschaft Memoires de la Societe helvetique deaires Naturelles,

84 (1), 185

Krishnaswamy N, Rajagopal K, Latha GM (2000) Модельные исследования на Geocell

поддерживаемые насыпи, сооруженные на мягком глиняном основании. Geotech

Test J 23(1):45–54

Lee C, Hull T, Poulos H (1995) Упрощенный анализ устойчивости сваи-откоса.Comput

Geotech 17(1):1–16. https://doi.org/10.1016/0266-352X(95)91300-S

Li X, Pei X, Gutierrez M, He S (2012) Оптимальное расположение свай при стабилизации откоса

с помощью анализа предельных значений. Acta Geotech 7 (3): 253–259. https://doi.org/10.1007/s11440-

012-0170-y

Линг Х.И., Лещинский Д., Ван Дж.П., Мори Ю., Розен А. (2009) Сейсмическая реакция подпорных стенок с георешеткой

: экспериментальные исследования. J Geotech Geoenviron 135(4):

515–524.https://doi.org/10.1061/(ASCE)1090-0241(2009)135:4(515)

Лиззи Ф. (1982). The pali radice (корневые сваи)», симпозиум по грунту и камню

методы улучшения, включая геотекстиль, армированный грунт и модем насыпи, поддерживаемые геоячейками. Int J Geomechanics 6(1):30–

35. https://doi.org/10.1061/(ASCE)1532-3641(2006)6:1(30)

Mehrjardi GT, Tafreshi SM, Dawson A ( 2012) Совместное использование армирующей геоячейки

и резино-грунтовых смесей для улучшения характеристик заглубленных труб

.Геотекст Геомембр 34: 116–130. https://doi.org/10.1016/j.

geotexmem.2012.05.004

Палмертон Дж. (1984) Устойчивость подвижных массивов набивных свай (R).

Федеральное управление автомобильных дорог, Вашингтон, округ Колумбия

Перлман С., Волосик Дж. (1992) Штифтовые сваи для фундаментов мостов, документ представлен

на материалах 9-й ежегодной международной конференции по мостам

Kumar et al. Геоэкологические бедствия (2021) 8:11 Страница 14 из 15

Содержание предоставлено Springer Nature, применяются условия использования.Права защищены.

(PDF) Применение метода распределенного оптоволоконного зондирования для контроля устойчивости уклона модели, армированной георешеткой

International Journal of Geosynthetics and Ground Engineering (2020) 6:29 Потенциал волоконно-оптических датчиков в различных инженерных

приложениях мониторинга широко признан [7-9].

Георешетки, а также другие геосинтетические материалы, интегрированные с

оптоволоконными датчиками, также были исследованы в различных геотехнических приложениях

в последние годы.Среди этих исследований используемые технологии FOS можно разделить на две категории. Один называется квазираспределенным методом мониторинга FOS

, типичным примером которого является технология волоконной брэгговской решетки (ВБР)

[10], а другой называется полностью распределенным методом мониторинга

FOS (DFOS). Комбинируя методы мультиплексирования длины волны

и мультиплексирования с временным разделением, технология FBG

позволяет подключать десятки датчиков в серии

и стала одним из самых популярных типов

FOS.Его эффективность была хорошо задокументирована, и было опубликовано несколько международных кодексов, связанных с

. Тем не менее,

из-за высокой цены по сравнению с традиционными тензодатчиками,

технология FBG подходит для небольших приложений,

, таких как лабораторные исследования, на данный момент. Метод мониторинга DFOS

позволяет непрерывно и одновременно

измерять деформации в точках, распределенных вдоль оптических волокон

в километровом диапазоне.В отличие от датчиков FBG, для которых требуется специальная методология обработки

, сердцевина чувствительного оптического волокна

такая же, как и у обычных коммуникационных волокон

, что делает его относительно дешевым. Следовательно, технология DFOS

все чаще используется для мониторинга

различных полевых армированных склонов в конструкциях

автомагистралей, железных дорог, плотин и других объектов инфраструктуры. Распределенные кварцевые оптические волокна

и полимерные оптические волокна

были встроены в интеллектуальные георешетки для BOFDA (анализ оптической частотной области Бриллюэна

) и OTDR (оптическая рефлектометрия

во временной области) на основе мониторинга деформации даек

и откосов [ 11–13].BOTDR (бриллюэновская оптическая временная рефлектометрия

) также использовалась для получения распределенных вариаций деформации

монитора георешеток в пределах модельного откоса

и стен армированного грунта в полевых условиях соответственно [14, 15].

Однако эти ранее описанные технологии на основе DFOS могли

не обеспечивать точное измерение локальной деформации из-за относительно низкого пространственного разрешения. C-OFDR (когерентная рефлектометрия в оптической частотной области

) представляет собой новый тип

технологии DFOS, который может обеспечить высокоточное измерение

с высоким пространственным разрешением (≤ 1 см) [16].

C-OFDR позволяет оптическому волокну действовать как действительно распределенный

датчик; таким образом, ожидаются более точные измерения локальных распределений деформации георешетки

.

В этой статье в лаборатории

было проведено испытание песчаного откоса модели

, армированного георешеткой, на различные вертикальные дополнительные нагрузки. Георешетка была интегрирована с

распределенными оптоволоконными датчиками на поверхности, и ее распределение деформации

было измерено с помощью прибора C-OFDR.Чтобы

проверить надежность технологии C-OFDR, тензодатчики FBG

также были прикреплены к слоям георешетки для

сравнений. Используя общепринятый метод предельного равновесия

для анализа устойчивости откосов, был установлен коэффициент запаса

уклона модели и его связь с характеристической деформацией георешетки

. Результаты ясно

продемонстрировали эффективность сенсорной технологии C-OFDR, используемой для контроля и оценки устойчивости

армированных насыпных откосов.

Технология C‑OFDR

При распространении импульса со свипирующей частотой вдоль сердцевины

оптического волокна

генерируются лучи обратного рэлеевского рассеяния из-за небольших случайных изменений плотности и состава

внутри волокна. Для каждого отдельного волокна сигнал обратного рассеяния

образует случайный, но статический шаблон, который можно рассматривать как «отпечаток пальца» волокна и получить методом опроса OFDR.Путем взвешивания пространственно-

данных обратного рассеяния с высоким разрешением по длине

в

области расстояний (калибровочная длина/пространственное разрешение) и

преобразования их в частотную область с использованием преобразования Фурье

, спектральный сдвиг

между двумя измерениями

можно найти с помощью кросс-корреляционного анализа данных. Распределенное измерение

получается путем суммирования спектральных сдвигов

во всех интервалах вдоль волокна.Существует линейная зависимость

между спектральным сдвигом ∆v и изменениями

деформации

и температуры

, где

и

— калибровочные константы. Подробнее

об основах и принципах работы систем C-OFDR

можно найти в [16, 17].

Лабораторные модельные испытания

Материалы и оборудование

Илистый песок с гранулометрическим составом, показанным на рис.1 был

, использованным для построения наклона модели. Удельный вес и содержание воды

в песке регулировались на уровне 14 кН/м3 и 3%.

В работе использовалась двухосная георешетка из стекловолокна с размером ячеек

15 × 15 мм (рис. 2а). Три образца георешетки

были использованы для проведения испытаний на одноосное растяжение с целью получения механических свойств георешетки

. Было протестировано только поперечное направление двухосных георешеток

, так как георешетки

испытывают растягивающие нагрузки в этом направлении при испытаниях модели

на склоне, и вдоль этого направления будут установлены ВБР и распределенные оптические датчики

.Как показано на рис. 2b, существующие георешетки имели средний предел текучести

относительное удлинение около 2,09% и предел прочности при растяжении 47,80 кН/м.

В камере из органического стекла, как показано на

Рис.3, было проведено маломасштабное испытание модели откоса, армированного георешеткой

. Размер модели склона: 0,8 м в длину, 0,4 м

(1)

Пластиковая георешетка — идеально подходит для стабилизации грунта

Пластиковая георешетка в основном изготавливается из полипропилена или полиэтилена высокой плотности, которые обладают УФ-стабилизацией, химической и биологической стойкостью.Пластиковая георешетка в основном используется при строительстве дорог, автомагистралей, железных дорог, откосов для стабилизации грунта и укрепления земляного полотна. Пластиковая георешетка экструдируется в лист, а затем пробивается в виде обычной сетки и, наконец, растягивается. По направлению растяжения ее можно разделить на одноосную пластиковую георешетку и двухосную пластиковую георешетку.

Одноосная пластиковая георешетка

Одноосная пластиковая георешетка, изготовленная из высокомолекулярных полимеров, экструдируется в виде листа, затем перфорируется в виде регулярной сетки и, наконец, растягивается в поперечном направлении.Это производство может обеспечить структурную целостность георешетки. Основными материалами одноосной пластиковой георешетки являются полиэтилен высокой плотности и полипропилен, которые хорошо ориентированы и устойчивы к растяжению при воздействии больших нагрузок в течение длительного периода времени.


Одноосная пластиковая георешетка натянута в поперечном направлении.
Одноосная пластиковая георешетка обычно упаковывается в рулоны и может иметь длину 50м или 100м.
PP Одноосная пластиковая георешетка Технический паспорт
Товар ТГДГ50 ТГДГ60 ТГДГ80 ТГДГ110 ТГДГ150 ТГДГ200 ТГДГ260
Материал Полипропилен (ПП)
Предел текучести при растяжении ≥ (кН/м) 50 60 80 110 150 200 260
Прочность на растяжение при 2% деформации ≥ (кН/м) 12 17 26 32 62 85 94
Прочность на растяжение при 5% деформации ≥ (кН/м) 28 35 48 64 110 145 185
Предел текучести Прочность на растяжение ≤ (%) 10
Длина рулона (м) 100 50
Ширина рулона (м) 1-3
Одноосная пластиковая георешетка из полиэтилена высокой плотности Технический паспорт
Товар ТГДГ35 ТГДГ60 ТГДГ80 ТГДГ120 ППГГ150 ТГДГ160 ТГДГ200
Материал Полиэтилен высокой плотности (ПЭВП)
Сажа ≥ (%) 2
Предел текучести при растяжении ≥ (кН/м) 35 60 80 120 150 160 200
Прочность на растяжение при 2% деформации ≥ (кН/м) 9 16 23 35 45 47 58
Прочность на растяжение при 5% деформации ≥ (кН/м) 18 31 44 65 92 93 115
Деформация Предел текучести Предел прочности при растяжении ≤ (%) 12
Длина рулона (м) 75 30
Ширина рулона (м) 1 или 2

Особенности

  • Может использоваться во влажной или сухой среде.
  • УФ-стабилизированный.
  • Используется с различными материалами, включая грунт и бетон.
  • Устойчивость к низким температурам. Его можно использовать в минус 45 градусов до 50 градусов.
  • Устойчивость к длительному химическому или биологическому разложению.
  • Высокая стабильность и несущая способность для увеличения срока службы.
  • Высокие растягивающие нагрузки в поперечном направлении.
  • Предотвращает потерю материала, вызванную искривлением и трещинами дорожного полотна.
  • Легкий вес для быстрой установки и низких затрат на строительство.

Приложения

  • Благодаря особенностям устойчивости к низким температурам одноосная пластиковая георешетка идеально подходит для мерзлых грунтов в северных районах.
  • Может использоваться при строительстве дорог, автомагистралей, железных дорог, откосов для повышения грузоподъемности и продления срока службы дороги.
  • Благодаря устойчивости к химическим и биологическим веществам, а также взаимодействию с материалами наполнителя, одноосная пластиковая георешетка может использоваться в конструкции подпорной стены и плотины для обеспечения стабильности и долговечности.

Одноосная пластиковая георешетка может быть использована в конструкции подпорной стены для усиления стены и устойчивости.
Одноосная пластиковая георешетка может использоваться в дорожном, автомобильном и железнодорожном строительстве для укрепления грунта и стабилизации земляного полотна.

Двухосная пластиковая георешетка

Подобно одноосной георешетке, двухосная пластиковая георешетка выдавливается в лист, а затем перфорируется в виде регулярной сетки. Но в отличие от растяжения двухосная пластиковая георешетка растягивается в продольном и поперечном направлениях.Материалом двухосной пластиковой георешетки является полипропилен, устойчивый к ультрафиолетовому излучению и химически стойкий. Двухосная пластиковая георешетка в основном используется в дорожном строительстве для укрепления грунта и стабилизации земляного полотна, а также может использоваться в горнодобывающей промышленности в качестве потолочной сетки.


Двухосная пластиковая георешетка поставляется в рулонах.
Двухосная пластиковая георешетка растягивается в продольном и поперечном направлениях.
Двухосная пластиковая георешетка Технический паспорт
Артикул ТГСГ 15 ТГСГ 20 ТГСГ 30 ТГСГ 40 ТГСГ 45
Материал Полипропилен (ПП)
Минимум технического углерода ≥ (%) 2
Прочность на растяжение при 2% деформации ≥ (кН/м) МД 5 7 10.5 14 16
СМД 5 7 10,5 14 16
Прочность на растяжение при 5% деформации ≥ (кН/м) МД 7 14 21 28 32
СМД 7 14 21 28 32
Предел текучести при растяжении ≥ (кН/м) МД 15 20 30 40 45
СМД 15 20 30 40 45
Штамм Предел текучести Штамм ≤ (%) МД 13 13 13 13 13
СМД 13 13 13 13 13
Размеры Ширина рулона (м) 3.95 3,95 3,95 3,95 3,95
Длина рулона (м) 50 50 50 50 50
Вес рулона (кг) 38 50 68 96 110

Особенности

  • Высокая прочность на растяжение как в продольном, так и в поперечном направлениях.
  • Удобен в использовании и снижает стоимость строительства.
  • Увеличьте несущую способность земляного полотна.
  • Уменьшить эрозию почвы.
  • УФ-стабилизированный.
  • Стойкость к химической и биологической коррозии.

Приложения

  • Двухосная пластиковая георешетка обычно используется при строительстве дорог, автомагистралей и железных дорог для укрепления грунтов и стабилизации земляного полотна.
  • Двухосная пластиковая георешетка может использоваться в строительстве откосов для укрепления грунтов и предотвращения их эрозии.
  • Двухосная пластиковая георешетка может использоваться в тоннеле шахт вместо сетки из стальной проволоки. Это огнестойкий и антистатический материал с большим размером ячеек.

Двухосная пластиковая георешетка обычно используется в дорожном строительстве для стабилизации земляного полотна.
Двухосная пластиковая георешетка может использоваться в шахтном туннеле для огнестойкости и устойчивости к статическому электричеству.
Двухосная пластиковая георешетка широко используется на склоне для предотвращения эрозии почвы.
Двухосная георешетка может использоваться в конструкциях подпорных стен для обеспечения устойчивости.

Запрос на наш продукт

При обращении к нам укажите свои подробные требования. Это поможет нам дать вам действительное предложение.

Армирование георешеткой на высокой насыпи/откосе в проекте электростанции Цзиньпин

‘) переменная голова = документ.getElementsByTagName(«голова»)[0] var script = document.createElement(«сценарий») script.type = «текст/javascript» script.src = «https://buy.springer.com/assets/js/buybox-bundle-52d08dec1e.js» script.id = «ecommerce-scripts-» ​​+ метка времени head.appendChild (скрипт) var buybox = document.querySelector(«[data-id=id_»+ метка времени +»]»).parentNode ;[].slice.call(buybox.querySelectorAll(«.вариант-покупки»)).forEach(initCollapsibles) функция initCollapsibles(подписка, индекс) { var toggle = подписка.querySelector(«.цена-варианта-покупки») подписка.classList.remove(«расширенный») var form = подписка.querySelector(«.форма-варианта-покупки») если (форма) { вар formAction = form.getAttribute(«действие») документ.querySelector(«#ecommerce-scripts-» ​​+ timestamp).addEventListener(«load», bindModal(form, formAction, timestamp, index), false) } var priceInfo = подписка.querySelector(«.Информация о цене») var PurchaseOption = toggle.parentElement если (переключить && форма && priceInfo) { toggle.setAttribute(«роль», «кнопка») toggle.setAttribute(«tabindex», «0») переключать.addEventListener(«щелчок», функция (событие) { var expand = toggle.getAttribute(«aria-expanded») === «true» || ЛОЖЬ toggle.setAttribute(«aria-expanded», !expanded) form.hidden = расширенный если (! расширено) { покупкаOption.classList.add(«расширенный») } еще { покупкаOption.classList.удалить («расширить») } priceInfo.hidden = расширенный }, ЛОЖЬ) } } функция bindModal (форма, formAction, метка времени, индекс) { var weHasBrowserSupport = window.fetch && Array.from функция возврата () { var Buybox = EcommScripts ? EcommScripts.Buybox : ноль var Modal = EcommScripts ? EcommScripts.Модальный: ноль if (weHasBrowserSupport && Buybox && Modal) { var modalID = «ecomm-modal_» + метка времени + «_» + индекс var modal = новый модальный (modalID) modal.domEl.addEventListener («закрыть», закрыть) функция закрыть () { form.querySelector(«кнопка[тип=отправить]»).фокус() } вар корзинаURL = «/корзина» var cartModalURL = «/cart?messageOnly=1» форма.установить атрибут ( «действие», formAction.replace(cartURL, cartModalURL) ) var formSubmit = Buybox.interceptFormSubmit( Buybox.fetchFormAction(окно.fetch), Buybox.triggerModalAfterAddToCartSuccess(модальный), функция () { форма.removeEventListener («отправить», formSubmit, false) форма.setAttribute( «действие», formAction.replace(cartModalURL, cartURL) ) форма.отправить() } ) form.addEventListener («отправить», formSubmit, ложь) документ.body.appendChild(modal.domEl) } } } функция initKeyControls() { document.addEventListener («нажатие клавиши», функция (событие) { if (document.activeElement.classList.contains(«цена-варианта-покупки») && (event.code === «Пробел» || event.code === «Enter»)) { если (document.activeElement) { мероприятие.предотвратить по умолчанию () документ.activeElement.click() } } }, ЛОЖЬ) } функция InitialStateOpen() { вар buyboxWidth = buybox.offsetWidth ;[].slice.call(buybox.querySelectorAll(«.опция покупки»)).forEach(функция (опция, индекс) { var toggle = option.querySelector(«.цена-варианта-покупки») вар форма = вариант.querySelector(«.форма-варианта-покупки») var priceInfo = option.querySelector(«.Информация о цене») если (buyboxWidth > 480) { переключить.щелчок() } еще { если (индекс === 0) { переключить.щелчок() } еще { toggle.setAttribute («ария-расширенная», «ложь») форма.скрытый = «скрытый» priceInfo.hidden = «скрытый» } } }) } начальное состояниеОткрыть() если (window.buyboxInitialized) вернуть window.buyboxInitialized = истина initKeyControls() })()

Георешетка — обзор | ScienceDirect Topics

Покрытие, защита и обратная засыпка

Геомембрана, развернутая в полевых условиях и соединенная швом, должна быть своевременно засыпана грунтом или покрыта последующим слоем геосинтетики после ее приемки персоналом CQA.Если покрывающий слой представляет собой почву, это обычно будет дренажный материал, такой как песок или гравий, в зависимости от требуемой проницаемости вышележащего слоя. В зависимости от размера частиц, твердости и угловатости этой почвы часто будет необходим геотекстиль или другой тип защитного слоя. Если покрывающий слой представляет собой геосинтетический материал, то это, как правило, геосетка или геокомпозитный дренажный материал, который обычно укладывают непосредственно на геомембрану. Это, безусловно, важный шаг, потому что геомембраны представляют собой относительно тонкие материалы с прочностью на прокол и разрыв в конечных пропорциях.Спецификации должны быть очень четкими и двусмысленными в отношении этого последнего шага в установке живучести геомембраны.

Важно понимать, что большая часть оборудования для земляных работ, используемого в тяжелом строительстве, как правило, слишком велика и тяжела, чтобы обеспечить безопасность нижележащей геомембраны. Кроме того, такое оборудование не может преодолевать труднодоступные места, особенно если оно покрыто геосинтетикой. Практика использования оборудования (например, скорость, ориентация, повороты, остановка и запуск) должна быть сильно ограничена в зависимости от конкретных обстоятельств на площадке.Однако ни при каких обстоятельствах строительная техника не может ездить прямо по геомембране.

Различные геосинтетические материалы могут использоваться для покрытия развернутой и сваренной геомембраны. Часто укрывным материалом будет геотекстиль, геосетка или геокомпозит. Иногда, однако, это будет георешетка для покрытия арматуры грунта на склонах. Строительной технике запрещается работать или двигаться непосредственно по любому из геосинтетических материалов. Генераторы, вездеходы (ATV) с низким давлением в шинах и другое оборудование, связанное с закаткой, разрешены, если они не повреждают геосинтетический материал.В результате перемещение больших рулонов геотекстиля, геосетки или геокомпозита становится очень трудоемким. Надлежащее планирование и последовательность операций важны для логистического контроля. Геосинтетические материалы укладываются непосредственно на геомембрану без какого-либо приклеивания к геомембране. Например, нельзя допускать термического сплавления геосети с геомембраной.

Геосинтетические материалы, укладываемые поверх геомембраны, должны быть уложены внахлест (как в случае с некоторыми видами геотекстиля), сшиты (как в случае с другим геотекстилем), соединены пластиковыми стяжками (как в случае с геосетками), механически соединены стержнями или стержнями (как в случае с геосетками) или соединение «папа/мама» (как с дренажными композитами).

При обратной засыпке геомембраны грунтом необходимо учитывать как минимум три важных момента: тип грунтового материала обратной засыпки, тип укладочного оборудования и учет волн или складок в геомембране. Что касается типа материала обратной засыпки грунта, его гранулометрические характеристики, твердость и угловатость важны для сопротивления проколу и разрыву геомембраны. В общем, максимальный размер частиц почвы очень важен, при этом большое значение имеют дополнительные проблемы с плохо сортированными почвами, повышенной угловатостью и повышенной твердостью.Исследование стойкости геомембран к проколу показало, что геомембраны из ПЭВП и армированного холста более чувствительны к проколу, чем ПВХ, ЛПЭНП, fPP и другие неармированные гибкие геомембраны для обычных толщин соответствующих типов геомембран (Hullings and Koerner, 1991). .

Хотя гидростатическое испытание в виде усеченного конуса является чрезвычайно сложным испытанием индексного типа, оно не отражает ползучести и/или релаксации напряжения геомембраны. При рассмотрении многочисленных документов CQA выясняется, что максимальный размер частиц обратной засыпки для использования с геомембранами HDPE и CSPE-R не должен превышать 6 мм.Геомембраны LLDPE, PVC, fPP и EPDM, по-видимому, способны приспосабливаться к более крупным размерам частиц грунта для обратной засыпки. Если размер частиц почвы должен превышать приведенные приблизительные пределы (например, по причинам обеспечения высокой проницаемости в дренажном слое), то поверх геомембраны и под почву необходимо поместить защитный материал. В этом отношении обычно используют нетканый иглопробивной геотекстиль. Они часто имеют большую массу на единицу площади, до 1000 г/м 2 , и изготавливаются как из первичных (обычно), так и из переработанных (иногда) волокон.

Что касается типа укладочного оборудования, очень важна начальная высота подъема грунта обратной засыпки. (Обратите внимание, что строительная техника никогда не должна двигаться непосредственно по какой-либо развернутой геомембране). Минимальную начальную высоту подъема следует определять для рассматриваемого типа укладочного оборудования и грунта; однако минимальная толщина явно 150 мм.Между этим значением и примерно 300 мм следует указать оборудование для укладки с низким давлением на грунт. Рекомендуется использовать оборудование, контактирующее с землей, с давлением не более 40 кПа. Для высоты подъема более 300 мм можно использовать пропорционально более тяжелое укладочное оборудование.

Укладка грунтовой засыпки должна начинаться из стабильной рабочей зоны, примыкающей к развернутой геомембране, и постепенно продвигаться наружу. Никогда не сбрасывайте грунт с самосвалов или фронтальных погрузчиков прямо на геомембрану.Почва должна продвигаться вперед с кувыркающимся вверх действием, чтобы не воздействовать непосредственно на геомембрану. Его следует укладывать бульдозером или фронтальным погрузчиком, но ни в коем случае не автогрейдером, передние колеса которого неизбежно будут двигаться непосредственно по геомембране.

404 – ADS Pipe Канада

     
 
 

404 — Файл или каталог не найден.

Ресурс, который вы ищете, мог быть удален, его имя было изменено или он временно недоступен.

 

Вернуться на главную страницу

 

404 – Fichier ou repertoire introuvable.

La ressource que vous recherchez a peut-être été supprimée ou renommée, ou est temporairement indisponable.

 

Cliquez ici pour la page d’accueil

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.