Kluczowe aspekty techniczne stosowania geosiatek w projektach ochrony wód

Geosiatkijako materiał geosyntetyczny służą do wzmacniania gruntu, poprawy jego wytrzymałości oraz zwiększenia stabilności i nośności konstrukcji geotechnicznych. Są szeroko stosowane w inżynierii transportu drogowego i stopniowo pojawiają się w projektach brzegów rzek i ścian oporowych w inżynierii oszczędzania wody. Dlatego w niniejszym artykule systematycznie przegląda się i podsumowuje ich zastosowanie, aby kompleksowo zrozumieć i uchwycić ich kluczowe punkty techniczne.

Geosiatki należą do kategorii gruntów zbrojonych. Zbrojenie definiuje się jako funkcję poprawy właściwości mechanicznych gruntu poprzez wykorzystanie wytrzymałości na rozciąganie materiałów geosyntetycznych.

Obecnie w moim kraju nie ma okresu użytkowania konstrukcji wzmocnionej. Norma brytyjska jest podana w punkcie 7.1 „Specyfikacji technicznej stosowania geosyntetyków” (GB50290-2014).

Typ projektu	Żywotność (lata)
Struktura zakładu przemysłowego (górnictwo)	10~50
Struktura morska i autostradowa	60
Mur oporowy	70
Ściana oporowa i przyczółek autostrady	120

W idealnym przypadku wzmocniony materiał wypełniający powinien być gruntem ziarnistym o dobrej przepuszczalności:

Gleba drobnoziarnista- (wielkość cząstek<0.075mm) content ≤15%, and plasticity index <6.
Dzieje się tak, ponieważ taki grunt ma duży opór tarcia, stosunkowo stabilne właściwości, niskie lub nawet zerowe ciśnienie wody w porach i niskie pełzanie, co zapewnia długoterminową-stabilność wzmocnionego gruntu.
W przypadku zastosowania gruntu spoistego należy w procesie projektowania zwrócić szczególną uwagę na stabilność wybranych właściwości. W przypadku zasypek spoistych o zbyt dużej zawartości wody wskazane jest nawet rozważenie zastosowania materiałów zbrojeniowych spełniających funkcję drenażową, aby zmniejszyć negatywny wpływ ciśnienia wody porowej na opór tarcia zbrojenia.

Materiały geosyntetyczne dzielą się na dwie grupy. elastyczne wzmocnienie i sztywne wzmocnienie. Zgodnie z konwencjami projektowymi:

(1) Materiały o współczynniku wydłużenia przy zerwaniu wynoszącym 10% lub więcej, takie jak geosiatki i geotekstylia, są uważane za materiały elastyczne;

(2) Materiały o współczynniku wydłużenia przy uszkodzeniu wynoszącym zaledwie 3% do 4%, takie jak taśmy wzmacniające, są uważane za materiały sztywne.

Design Calculation of Reinforced Soil Structures

Uwaga: Powyższe opisuje przepuszczalną część materiału geosyntetyków. Część nieprzepuszczalna, tj. materiał-odporny na przesiąkanie, została wspomniana w poprzednich artykułach, takich jak geomembrany kompozytowe i maty hydroizolacyjne z bentonitu sodu. Zobacz link do oryginalnego artykułu na końcu tego dokumentu.

Kompozycja:Wzmocnione geosyntetyki o regularnym wzorze siatki utworzonym przez połączenie jednostek pasków rozciągliwych, z otworami umożliwiającymi umieszczenie materiału wypełniającego.

Klasyfikacja:Geosiatki z tworzyw sztucznych, geosiatki z włókna szklanego, geosiatki z osnowy-poliestrowej i geosiatki stalowe-z tworzyw sztucznych wykonane z wielu kompozytowych pasków wzmacniających połączonych lub zespawanych ze sobą.

Długość:Długość geosiatek można określić w zależności od potrzeb projektu, zwykle od 3 m do 6 m.

Szerokość:Szerokość geosiatek wynosi zwykle od 1 m do 4 m, przy czym powszechnie stosowana specyfikacja wynosi 2 m do 3,5 m. Jeżeli szerokość jest niewystarczająca i wymagane jest zachodzenie na siebie, długość zakładki powinna być nie mniejsza niż 30 cm i mocowana za pomocą gwoździ lub kołków gruntowych.

Obliczenia projektowe wzmocnionych konstrukcji gruntowych

Obliczenia projektowe konstrukcji żelbetowych składają się głównie z dwóch części: zewnętrznej weryfikacji stateczności ogólnej i wewnętrznej weryfikacji stateczności.

Biorąc za przykład obliczenia ściany oporowej z gruntu zbrojonego, obejmuje to wytrzymałość na stabilność ślizgową w poziomie, wytrzymałość na stabilność ślizgową wgłębną i nośność fundamentu. Weryfikacja nośności na wywracanie nie jest wymagana, jednak punkt przyłożenia siły wypadkowej na dolną powierzchnię ściany powinien znajdować się w środkowej jednej trzeciej powierzchni dolnej, a parcie gruntu na tylną ścianę należy określić zgodnie z teorią parcia gruntu Rankine’a.

Określ powierzchnię zniszczenia poślizgu, aby określić długość materiału wzmacniającego.

Obejmuje to wytrzymałość materiałów wzmacniających na rozciąganie i wyciąganie-, które należy obliczyć oddzielnie dla każdej warstwy materiałów wzmacniających.

Obliczanie wytrzymałości na rozciąganie

Jeżeli stosunek dopuszczalnej wytrzymałości na rozciąganie materiału wzmacniającego do poziomej siły rozciągającej przenoszonej przez każdą warstwę materiału wzmacniającego jest większy lub równy 1, wymaganie jest spełnione; w przeciwnym razie należy dostosować rozstaw zbrojeń lub wymienić materiał wzmacniający i ponownie obliczyć obliczenia. (Dopuszczalna wartość wytrzymałości na rozciąganie materiału wzmacniającego opiera się na testach terenowych lub danych produktu dostarczonych przez producenta.) – Szczegóły podano w punkcie 7.3.5 „Specyfikacji technicznej stosowania geosyntetyków” (GB50290-2014).

Obliczanie stabilności-wyciągania

Jeśli stosunek siły wyciągania- każdej warstwy materiału wzmacniającego do poziomej siły rozciągającej przenoszonej przez każdą warstwę materiału wzmacniającego jest większy lub równy 1,5, wymaganie jest spełnione; w przeciwnym razie należy wydłużyć materiał zbrojeniowy lub zwiększyć ilość zbrojenia i przeliczyć obliczenia. – Szczegółowe informacje można znaleźć w punkcie 7.3.5 „Specyfikacji technicznej stosowania geosyntetyków” (GB50290-2014).

Długość każdej warstwy materiału wzmacniającego sumuje się zgodnie z projektem.

Długość każdej warstwy materiału wzmacniającego=długość w obrębie powierzchni pęknięcia + długość na zewnątrz powierzchni pęknięcia (długość efektywna) + długość wymagana, aby końce materiału wzmacniającego owinęły grunt lub długość połączenia ze ścianą (zwykle nie mniej niż 1,2 m).

Aby ułatwić konstrukcję, materiał wzmacniający (geosiatka w tym artykule) powinien ogólnie mieć równą długość dla każdej warstwy od góry do dołu. Jeśli ściana oporowa jest wysoka, można zastosować sekcje o różnych długościach.