Експлоатационните характеристики на полиестерните георешетки в различни типове почви

Как градацията и кохезията на почвата определят взаимодействието с георешетки от полиестер

Механизми на механично заключване, триене и вградяване в пясък, чакъл и глина

Съставът на почвата критично определя начина, по който георешетките от полиестер предават натоварването. При грубо зърнести почви като пясък и чакъл производителността се управлява от три взаимосвързани механизма:

• Интерлок ъгловите чакълени частици се заклинват в отворите на георешетката, създавайки механично ограничение, което противодейства на латералното преместване.
• Триене пясъчните частици създават срязващо съпротивление по повърхностите на георешетките – максималната гранична якост се достига при относителна плътност от 30–40 %, според ASTM D6706.
• Вграждане в кохезивните глинести почви георешетките разчитат на адхезията към почвата и на налягането от обгръщащата почва; обаче наситеността може да намали граничната якост до 60 % поради намаляване на ефективното напрежение и натрупване на порово налягане.

Защо ъгловостта на частиците и съдържанието на фини фракции определят ефективността на закотвянето на полиестерните георешетки

Формата на частиците и количеството фини фракции, които присъстват, наистина оказват значително влияние върху това колко добре се задържат материалите. При сравнение на ъглови агрегати с кръгли такива се наблюдава подобрение в устойчивостта към изтегляне с около 40–50 %, тъй като острият ръб осигурява по-добра механична фиксация. От друга страна, когато съдържанието на ситен пясък и глина надвиши 15 %, ефективността започва бързо да намалява. При около 20 % съдържание на фини фракции триенето между материалите всъщност намалява приблизително с една третина, тъй като тези фини частици действат като смазка и намаляват броя на точките на директен контакт между частиците и георешетките. За най-добри резултати повечето инженери целеват съдържание на фини фракции не повече от 12 %, комбинирано с добро смесване на частици с различни размери в целия материал. Това помага за поддържане на правилно взаимодействие през всички отвори на георешетката, както и за равномерно разпределяне на натоварванията. И нека не забравяме и за съдържанието на глина — прекалено високите му концентрации могат да доведат до постепенно отделяне, особено при многократни цикли на натоварване, което означава, че проектиращите специалисти трябва да заложат допълнителни коефициенти на сигурност при работа с материали, съдържащи голямо количество фини зърна.

Съпротива на изтегляне на георешетка от полиестер: Тестови наблюдения според ASTM D6706

Стандартът D6706 на Американското дружество за изпитване и стандартизация (ASTM) предоставя строга и възпроизводима методология за оценка на съпротивата на геосинтетични материали на изтегляне – което позволява на инженерите да корелират свойствата на почвата с поведението на георешетката от полиестер при реалистични натоварвания.

Корелация между типа почва и измерената съпротива на изтегляне, както и режимът на разрушение

Способността да се противостои на изтегляне се променя значително в зависимост от типа почва, за която става дума. Зърнестите материали, като добре градиран пясък с остри ръбове и чакъл, обикновено осигуряват максимално съпротивление поради взаимното заключване на частиците и триенето между тях. От друга страна, при работа с наситени глинести почви носимоспособността намалява значително, тъй като връзките между частиците се ослабват и на границите им възниква по-голямо плъзгане. Проучвания показват, че частиците с остри ръбове могат да увеличат устойчивостта при изтегляне приблизително с 40 % спрямо закръглените им аналоги, което подчертава изключително важното значение на правилния избор на агрегати в строителните проекти. Когато става дума за модели на разрушение, зърнестите почви обикновено изпитват постепенно изтегляне без значителна деформация, докато финозърнестите почви може да се разпаднат изведнъж или да се удължат прекомерно точно преди достигане на максималната товароносимост. Разбирането на тези разлики е от решаващо значение за вземането на обосновани решения при проектирането на задържащи стени, изграждането на по-стръмни склонове или усилването на насипни конструкции.

Чувствителност към влага: Ефектите на наситеността върху срязващата якост на интерфейса между георешетка от полиестер и почва

Количеството влага, присъстваща в материала, играе основна роля за поведението на интерфейсите под натоварване. При работа с финозърнести почви тяхното наситяване обикновено намалява съпротивлението при изтегляне с около 20 % до дори 50 %. Това се дължи предимно на загубата на ефективно напрежение от страна на почвата, едновременно с нарастването на вътрешното водно налягане. Зърнестите почви също не са имунни към този ефект, макар и да запазват известно триене дори при намокряне, особено ако водата се оттича достатъчно бързо. Още по-проблематични обаче стават с времето случаите, при които материалите остават влажни в продължение на продължителни периоди. Циклите на смачкване и изсушаване ускоряват процесите на пълзене на полимерите и постепенно подкопават конструктивната цялост. За всеки, който се интересува от реалната експлоатационна производителност, добре проектирани дренажни системи стават задължителни, както и залагането на допълнителни коефициенти на сигурност. Това е особено важно в райони, които редовно се сблъскват с проблеми, свързани с висока влажност, риск от наводнения или сезонно наситяване.

Дългосрочната производителност на георешетка от полиестер в различни почви: пълзене, издръжливост и безопасност на проектните маргинали

Съпротива на пълзене в кохезивни срещу грануларни почви под продължително натоварване

Дългосрочната ефективност на георешетките от полиестер варира значително в зависимост от типа почва, в която се монтират. При поставяне в наситени глинести почви високото ниво на влага всъщност ускорява молекулярното движение в полимерната структура. Това води до намаляване на срязващата якост по интерфейса с около 40 % с течение на времето. От друга страна, при работа с добре градирани ъгловати пясъци се наблюдава много по-добра механична заклинка между частиците. Тези пясъчни почви обикновено показват деформация от по-малко от 3 % през очаквания им 50-годишен жизнен цикъл. Лабораторни изследвания са показали, че почвите, съдържащи 15 % или по-малко фини частици, запазват повече от 90 % от първоначалната си анкерна способност дори след 10 000 цикъла на натоварване. За инженерите, които работят със спойни почви, склонни към деформация при консолидация и реагиращи на промени във влажността, е разумно да се заложи коефициент на сигурност поне 1,8. В случай на зърнести материали обаче повечето проекти могат да използват коефициенти на сигурност в диапазона 1,5–1,6 без проблеми.

ЧЗВ

В: Как ъгловостта на частиците влияе върху работата на георешетките от полиестер?
О: Ъгловите частици подобряват механичното заклинване с отворите на георешетката, като увеличават устойчивостта към изтегляне с 40–50 % спрямо закръглените частици.

В: Какво се случва с работата на георешетката, когато съдържанието на фини частици надвишава 15 %?
О: Съдържанието на фини частици над 15 % води до бързо намаляване на работата, тъй като тези частици действат като смазка, намалявайки триенето и ефективността на анкеруването.

В: Защо влажността на почвата е проблем за георешетките от полиестер?
О: Влагата намалява съпротивлението на почвено-георешетъчен интерфейс при срязване, което значително влияе върху устойчивостта към изтегляне и потенциално ускорява полимерното пълзене, засягайки структурната цялост с течение на времето.