- •ОГЛАВЛЕНИЕ
- •ПРЕДИСЛОВИЕ
- •1. Область применения
- •2. Основные понятия
- •3. проектные нагрузки (воздействия)
- •4. Основные материалы
- •4.1. Геосинтетические материалы
- •4.1.1. Типы геосинтетических материалов
- •4.1.1.1. Геотекстиль (GT)
- •4.1.1.2. Георешетки (GG)
- •4.1.1.3. Биотекстили и биоматы (BT)
- •4.1.1.4. Геоматы (GA)
- •4.1.1.5. Геоячейки (GL)
- •4.1.1.7. Геосинтетические материалы для дренажа (GCD)
- •4.1.1.8. Глиногеосинтетические полотна (GCL)
- •4.1.1.9. Синтетическая геомембрана (GMS)
- •4.1.1.10. Битумная геомембрана (GMB)
- •4.1.2. Свойства геосинтетических материалов и требования, предъявляемые к ним.
- •4.1.3. Испытания материалов
- •4.1.3.1. Идентификация продукции
- •4.1.3.2. Масса на единицу площади
- •4.1.3.3. Прочность на разрыв и удлинение
- •4.1.3.4. Усталостная прочность, ползучесть
- •4.1.3.5. Характеристика трения
- •4.1.3.6. Стойкость к механическим повреждениям при укладке (надежность)
- •4.1.3.7. Химическая стойкость
- •4.1.3.8. Микробиологическая стойкость
- •4.2. Наружная облицовка
- •4.2.1. Массивная наружная облицовка
- •4.2.2. Наружная облицовка из геосинтетических материалов
- •4.3. Грунт
- •4.3.1. Определение свойств грунта
- •4.3.2. Насыпной грунт
- •4.3.2.2. Требования к химическим свойствам насыпного грунта
- •4.3.3. Грунты для засыпки и обратной засыпки
- •5. Расчеты
- •5.1. Общие принципы
- •5.1.1. Доказательства внешней устойчивости (GZ IC)
- •5.1.2. Доказательства внутренней устойчивости (GZ 1B)
- •5.1.3. Расчетная прочность геосинтетика и коэффициенты
- •5.1.3.2. Коэффициенты
- •5.2. Дамбы на грунтах, обладающих малой несущей способностью
- •5.2.1. Проверка против скольжения
- •5.2.2. Проверка по разрушению грунта насыпи
- •5.2.3. Проверка на разрушение откоса
- •5.2.5. Проверка на выдергивание арматуры
- •5.2.6. Конструктивные указания
- •5.3. Основание под железнодорожные насыпи
- •5.3.1. Общие сведения
- •5.3.3. Состояние вопроса
- •5.3.4. Модуль деформации
- •5.3.4.1. Модули деформации грунта основания
- •5.3.5 Армирование геосинтетическими материалами
- •5.3.6. Определение необходимой толщины основания
- •5.3.6.2. Расчет по несущей способности
- •5.3.7. Конструктивные указания
- •5.4. Улучшение свойств оснований в дорожном строительстве
- •5.4.1. Общие сведения
- •5.4.3.1. Общие сведения
- •5.4.3.2. Принцип работы геосинтетической арматуры
- •5.4.3.3. Упрощенная модель учета действия арматуры в грунте
- •5.4.3.4. Расчет по механическим свойствам геосинтетика
- •5.4.3.5. Расчеты геосинтетиков по фильтрационным требованиям (способность удерживания грунта)
- •5.4.4. Указания по установке и укладке
- •5.4.4.1. Геосинтетические материалы
- •5.4.4.2. Грунт засыпки
- •5.5. Устройство армированных фундаментных подушек
- •5.5.1. Общее понятие
- •5.5.2. Основные принципы
- •5.5.3. Строительные материалы
- •5.5.3.1. Насыпной грунт
- •5.5.3.2. Арматура
- •5.5.4. Расчеты
- •5.5.4.1. Внешняя устойчивость
- •5.5.4.2. Внутренняя устойчивость
- •5.5.5. Указания по проектированию и конструированию
- •5.5.5.1. Принцип конструирования
- •5.5.5.2. Расположение арматуры
- •5.5.5.3. Длина арматуры
- •5.5.5.4. Габаритные размеры фундаментной подушки
- •5.5.5.5. Устройство фундаментной подушки
- •5.6. Откосы
- •5.6.1. Понятия
- •5.6.2. Доказательство устойчивости
- •5.6.2.1. Исходные данные
- •5.6.2.2. Противостоящие (сопротивляющиеся) величины
- •5.6.2.3. Линии скольжения и механизмы разрушения
- •5.6.2.4. Методы расчетов
- •5.6.3. Эксплуатационная пригодность
- •5.6.5. Проектные и конструктивные указания
- •5.6.5.1. Установка геосинтетика
- •5.6.5.2. Перекрытие внахлест
- •5.6.5.3. Монтаж наружной облицовки и насыпного грунта
- •5.6.5.4. Дальнейшие конструктивные указания
- •5.7. Подпорные конструкции
- •5.7.1. Понятия
- •5.7.2.1. Геометрические рекомендации по проектированию
- •5.7.2.2. Проектирование при учете зоны равновесия в грунте
- •5.7.2.3. Расчет устойчивости вдоль возможных линий скольжения
- •5.7.3. Эксплуатационная пригодность
- •5.7.4. Доказательство соединения с наружной облицовкой
- •5.7.4.1. Растягивающие усилия в наружной облицовке
- •5.7.4.2. Наружная облицовка из готовых элементов
- •5.7.4.3. Наружная облицовка из обернутых армирующих слоев
- •5.7.5. Указания по проектированию и строительству
- •5.7.5.1. Основание
- •5.7.5.2. Дальнейшие конструктивные указания
- •5.8. Сооружения для депонирования отходов
- •5.8.1. Общие положения
- •5.8.2. Изолирующие системы
- •5.8.3. Доказательства
- •5.8.3.1. Доказательства против скольжения
- •5.8.3.2. Устойчивость арматуры к разрушению
- •5.8.3.3. Анкерное крепление
- •5.8.4. Восприятие распорных усилий
- •5.8.5. Проектные и конструктивные указания
- •5.8.5.1. Тело отходов
- •5.8.5.2. Одиночные сооружения
- •5.8.5.3. Выбор арматуры
- •5.8.5.4. Расположение арматуры в анкерной траншее
- •5.8.5.5. Прочие конструктивные указания
- •6. Испытания и контроль
- •6.1. Общие сведения об испытаниях
- •6.2. Материалы
- •6.2.1. Строительный грунт и основание
- •6.2.2. Описание изделий
- •6.3. Обеспечение качества
- •6.3.1. Самоконтроль, внутренние испытания и контрольные испытания
- •6.3.2. Внешний контроль
- •6.4. Расчеты и доказательства
- •6.4.1. Внешняя устойчивость
- •6.4.2. Внутренняя устойчивость
- •6.4.3. Дополнительные доказательства
- •6.5. Контроль после завершения работ
- •Список рекомендуемой нормативной литературы
- •Библиографический Список
- •Приложение 1
- •Примеры расчета
- •А5 Армированный склон [38]
- •А 5.1. Пример армированного склона
- •А 5.1.3. Внутренняя устойчивость
- •Приложение 2
- •Коэффициенты частичной безопасности для воздействий и результатов воздействий
- •Приложение 3
- •Коэффициенты частичной безопасности для сопротивлений
- •Приложение 4
- •Перечень символов
- •Приложение 5
- •Перечень примененных символов и обозначений
запаса γSt. Необходимо доказать, что может быть зафиксирована максимальная расчетная прочность на достаточной длине сцепления за линией скольжения. Расчетное значение сопротивления на выдергивание рассчитывается по формуле:
FA,d =FA,k / γSt , |
(5.13) |
для несвязного грунта только при одной контактной поверхности:
FA,k =σv,i LA,i fsg ,k . |
(5.14) |
Для связного грунта считается только при одной контактной поверхности в начальном состоянии:
FA,k =ak LA,i |
(5.15) |
и в конечном состоянии считается только при одной контактной поверхности:
FA,k =ak LA,i +σv,i LA,i fsg ,k , |
(5.16) |
где σv,i – нормальное напряжение; LA,i – длина арматуры слева или справа от наиболее неблагоприятной линии скольжения; ak – характерное значение адгезии между геосинтетиком и насыпным грунтом. В расчет принимается наименьшее значение FA,k.
Для каждого армирующего слоя необходимо определить, какое из значений будет определяющим: расчетная прочность арматуры или сопротивление выдергиванию.
5.2.6. Конструктивные указания
Эскизные проекты насыпей на мелкозернистом грунтовом основании с малой несущей способностью и конструктивные указания по выбору и применению геотекстиля и георешеток приводятся в практических указаниях по дорожному строительству.
5.3. Основание под железнодорожные насыпи
5.3.1. Общие сведения
Данный раздел касается армирования несвязанных несущих слоев грунтовых оснований под полотном существующих железных дорог с целью повышения их несущей способности посредством применения армирующих геосинтетических элементов. Рекомендации, изложенные в настоящем разделе, при-
45
ведены в качестве примера использования геосинтетических материалов на существующих железных дорогах Федеративной Республики Германии.
Несвязанные несущие слои основания армируют геосинтетиками, укладываемыми между земляным полотном и несущим слоем основания. Растягивающие напряжения от приложенных транспортных нагрузок воспринимаются геосинтетической арматурой, что приводит к перераспределению усилий в армогрунтовом массиве и снижению нагрузок на грунтовое основание.
Несущие слои железнодорожного полотна принципиально рассчитываются с запасом на промерзание и несущую способность. Большее из полученных значений принимается для дальнейшего проектирования. В то время как критерии расчета по морозостойкости известны, проблемы расчета несущих армогрунтовых слоев окончательно не решены.
Настоящие рекомендации по расчету арматуры несущих слоев железнодорожного полотна принципиально согласованы с нормативами немецких федеральных дорог [2.2], [4]. Однако они содержат некоторые рекомендации, которые имеют противоречие с упомянутыми нормами.
Указанные модули деформации грунта не следует уменьшать и их можно непосредственно использовать для расчетов.
5.3.2. Термины Рассмотрим схему на рис. 5.7.
Рис. 5.7. Схема железнодорожной насыпи
46
Несущий слой основания – несвязанный слой из естественных рыхлых пород или искусственных смесей минерального вещества, расположенный между природным грунтом в основании насыпи и верхним строением, который может быть армирован геосинтетической арматурой.
Толщина несущего слоя основания erf hT – необходимая
толщина несущего слоя основания, полученная в результате расчета по несущей способности.
Морозозащитный слой (FSS) – слой основания по требованиям морозостойкости.
Толщина морозозащитного слоя грунта erf hFSS – необхо-
димая по результатам расчета на морозостойкость толщина основания, включая несущие слои (без щебеночного основания).
Грунт в основании насыпи – природный грунт естественного сложения и ненарушенной структуры.
Выровненная площадь – верхняя поверхность несущего слоя основания.
Земляное полотно – верхняя ограничительная плоскость природного или улучшенного грунта в основании насыпи.
Модуль деформации грунта Еu – модуль деформации основания Ev2 , полученный в результате испытаний на сжатие пли-
той на земляном полотне, согласно DIN 18134.
Модуль деформации грунта erf Eo – необходимый модуль деформации Ev2 на выровненной площади верхней плоскости
несущего слоя, полученный в результате испытаний на сжатие плитой, согласно [1.1.9].
5.3.3. Состояние вопроса
В настоящее время отсутствует строгая теоретическая модель для расчета армированных несущих слоев железнодорожного полотна. Может рекомендоваться только эмпирический метод расчета, базирующийся на анализе полученных данных по результатам испытаний на растяжение, лабораторных испытаний на моделях и практических опытов с армированными ос-
47