Физические свойства геосеток

Физические свойства геосеток

Георешетки обеспечивают стабилизацию или усиление для улучшения характеристик грунтов, а также разделение слоев грунта и заполнителя. Существует четыре основных типа георешетки, каждая из которых имеет различные физические свойства или характеристики. Наиболее подходящий тип георешетки в любом конкретном случае будет зависеть как от этих физических свойств, так и от совместимости заполнителя и почвы.  

В этом руководстве мы рассмотрим физические свойства георешеток и их влияние на пригодность, а затем более подробно рассмотрим ключевые свойства георешеток Tensar.

Воспользуйтесь ссылками ниже, чтобы перейти к наиболее интересующему вас разделу:

• Прочность георешетки
• Предел прочности на растяжение
• Эффективность соединения
• Радиальная жесткость
• Размер и размер апертуры
• Модуль упругости
• Долговременная расчетная прочность
• Физические свойства георешеток Тенсар
• Основные выводы

Прочность георешетки

В контексте георешеток прочность может означать несколько разных вещей, в том числе:

• Прочность георешетки на растяжение
• Прочность конструкции георешетки
• Ползучесть георешетки

Однако при оценке потенциальных характеристик следует учитывать и другие физические свойства георешеток, такие как:

• радиальная жесткость
• эффективность соединения
• устойчивость к деградации и атмосферным воздействиям

Предельная прочность на растяжение георешеток

Предельная прочность на растяжение — это максимальная нагрузка, которую георешетка может выдержать до того, как производительность пострадает.

Это устанавливается с помощью испытаний на растяжение, когда георешетка растягивается до разрыва.

Почему предел прочности при растяжении не важен для работы георешетки

Многие спецификации георешетки сосредоточены на прочности на растяжение, приравнивая высокую предельную прочность на растяжение (UTS) к лучшим характеристикам. В действительности, однако, УТС не имеет значения, особенно когда георешетка используется при проектировании дорог или временных рабочих площадок.

В этих случаях предел прочности георешетки на растяжение сам по себе является плохим показателем производительности.

Это связано с тем, что эффект «натянутой мембраны» — прочность, которую дает георешетка при растяжении или деформации, — не обеспечивает надлежащей поддержки для слоев над ней.

Для работы георешетка должна быть натянута. Но когда на нее возлагается нагрузка, георешетка изгибается, чтобы выдержать эту нагрузку, подобно тому, как это происходит, когда человек сидит в гамаке.

Следовательно, дорожное покрытие будет деформироваться на том уровне, где уложена армирующая георешетка. Вероятна также деформация на уровне дорожного покрытия в виде колейности, трещин и выбоин, что сократит срок его эксплуатации.

Эффективность соединения георешетки

Физическое свойство георешетки, известное как эффективность соединения, представляет собой меру прочности узла по сравнению с прочностью ребра, выраженную в процентах, и указывает на способность георешетки передавать нагрузки с одного ребра на другие ребра в разных направлениях:

Эффективность соединения в зависимости от прочности на растяжение

Там, где георешетки используются для использования преимущества «эффекта локализации», эффективность соединения является более важным физическим свойством в отношении производительности на дорогах и временных рабочих платформах, чем прочность на растяжение.

Эффект удержания — заполнитель попадает в отверстия георешетки и упирается в ее ребра, предотвращая боковое перемещение материала.

Давление оказывается на ребра, которые удерживаются на месте узлами. В результате эффективность узла по сравнению с ребром является гораздо лучшим показателем:

• насколько хорошо георешетка стабилизирует грунт
• насколько эффективно будет работать дорога или временная рабочая площадка

Эффективность соединения официально признана Европейским оценочным документом.

Эффективность соединения, а не прочность соединения, является параметром, который Европейский оценочный документ (EAD) характеризует и связывает с производительностью стабилизирующей георешетки.

EAD устанавливает параметры, которые, как подтверждает Европейская организация по технической оценке (EOTA), относятся к отдельной функции стабилизации. Между какими-либо параметрами соединения и армирующими георешетками такая связь не установлена.

Радиальная жесткость

Физическое свойство георешеток, известное как радиальная жесткость, заключается в способности равномерно распределять нагрузку на 360 градусов без упругой деформации.

Радиальная жесткость является характеристикой георешетки Tensar TriAx, связанной с функцией стабилизации, при этом георешетка действует как компонент механически стабилизированного слоя в дорожных условиях. Шестиугольная форма TriAx обеспечивает более равномерную реакцию на нагрузку, возникающую на дороге, чем георешетки с квадратными или прямоугольными отверстиями.

Размер георешетки и размер апертуры

Существуют георешетки разного размера для различных размеров частиц наполнителя, чтобы обеспечить надлежащее удержание заполнителя. Для георешеток TriAx более мелкие заполнители требуют меньших отверстий, в то время как заполнитель в более крупных частицах потребует больших отверстий. Георешетки TriAx бывают трех размеров:

• 66мм
• 80мм
• 120ммгТри

Модуль упругости

Модуль упругости — это еще одно физическое свойство георешеток, связанное с жесткостью, но не связанное с работой в «нормальных» условиях.

Для анализа методом конечных элементов (МКЭ) иногда требуется модуль упругости георешетки. Однако собственное исследование Tensar подтвердило, что влияние георешетки не следует моделировать на основе параметров отдельных продуктов. Мы разработали модуль FEA — для получения дополнительной информации свяжитесь с командой Tensar Technology.

Долговременная расчетная прочность

Долгосрочная расчетная прочность (LTDS) является важным свойством георешеток в армированных грунтах, включая подпорные стены и укрепление откосов, когда слои геосинтетических материалов (таких как георешетки) размещаются внутри насыпи, используемой для формирования готовой конструкции.

В отличие от дорог, несущих постоянно меняющуюся нагрузку, армированный грунт несет постоянную нагрузку в течение всего срока эксплуатации, который может достигать 120 лет. Следовательно, проектирование конструкции и несущих элементов (включая георешетки) должно отражать это.

Факторы, используемые для расчета LTDS

Ползучая сила

Полимеры являются вязкоупругими, что означает, что их прочность и жесткость зависят от температуры и от того, как часто или как долго они несут нагрузку. Под постоянной нагрузкой полимерные георешетки будут очень постепенно растягиваться по мере изменения их физических свойств.

Сопротивление ползучести можно оценить, подвергая георешетки длительной нагрузке. Это включает в себя подвешивание грузов разного размера к георешетке в условиях контролируемой температуры, а также измерение и регистрацию деформации в течение стандартной продолжительности 10 000 часов, что составляет чуть более года.

Частичные понижающие коэффициенты

Частичные понижающие коэффициенты, такие как воздействие окружающей среды и влияние повреждения, нанесенного во время установки, следует применять перед использованием предела ползучести в расчетах LTDS.

Одноосные георешетки также доступны в различных классах, но их геометрия одинакова во всем диапазоне.

Физические свойства георешеток Тенсар

Tensar поставляет ряд георешеток для решения инженерно-геологических задач в различных приложениях. Физические свойства каждого из них описаны ниже:

Физические свойства, связанные с георешетками Tensar InterAx® на дорогах и платформах

• Производственный процесс – коэкструзия
• Три различных размера апертуры – треугольная, шестиугольная и трапециевидная.

Георешетки InterAx® от Tensar классифицируются как стабилизирующие георешетки. Отмеченные свойства георешетки связаны с этой отдельной функцией.

Физические свойства, связанные с георешетками TriAx на дорогах и платформах:

• Радиальная жесткость при 0,5%
• Коэффициент радиальной жесткости
• Эффективность соединения
• Шестиугольный шаг

Георешетки Tensar TriAx классифицируются как стабилизирующие георешетки. Отмеченные свойства связаны с этой отдельной функцией.

Физические свойства двухосных геосеток на дорогах и платформах

• Предельная прочность георешетки на растяжение
• Прочность при деформации 2%
• Прочность при 5% деформации
• Пиковое напряжение

Двухосные георешетки, такие как георешетка Tensar SS, классифицируются как армирующие изделия. Прочность георешетки на растяжение и связанная с ней деформация являются свойствами, относящимися к этой отдельной функции.

Физические свойства одноосных георешеток Тенсар в стенах и откосах:

• Сила ползучести
• Долговременная расчетная прочность*
• Предел прочности на растяжение**

Одноосные георешетки, такие как георешетка Tensar RE, классифицируются как армирующие изделия, особенно для стен и откосов. 

Долгосрочная расчетная прочность зависит от конкретных условий проекта. Следует применять коэффициенты частичного снижения, основанные на таких переменных, как температура почвы и повреждение установки.

**Предел прочности на растяжение не является параметром, используемым в проектных расчетах, но может использоваться для определения требуемого продукта.

Свойства георешеток: основные выводы

В этом руководстве объясняются различные физические свойства георешеток и их важность для определенных типов применения. Ключевые моменты кратко изложены ниже:

• Физические свойства, связанные с георешетками, зависят от предполагаемого применения.
• Всегда рассматривайте производительность георешетки в контексте как части общей системы — преимущество заключается в том, как георешетка взаимодействует с окружающими ее слоями, а не в силу ее автономных свойств.
• Большинство физических свойств георешеток, используемых в промышленности для измерения производительности, не подходят.
• Предельная прочность георешетки на растяжение не является самым важным фактором, влияющим на то, насколько хорошо она будет работать, особенно в дорожных условиях — в таких случаях эффективность соединений является гораздо более важным физическим свойством, и ее важность официально признана Европейским оценочным документом.