Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Крепление грунтовых откосов ячеистыми полиэтиленовыми панелями с дисперсными заполнителями Ежков Алексей Николаевич

Крепление грунтовых откосов ячеистыми полиэтиленовыми панелями с дисперсными заполнителями
<
Крепление грунтовых откосов ячеистыми полиэтиленовыми панелями с дисперсными заполнителями Крепление грунтовых откосов ячеистыми полиэтиленовыми панелями с дисперсными заполнителями Крепление грунтовых откосов ячеистыми полиэтиленовыми панелями с дисперсными заполнителями Крепление грунтовых откосов ячеистыми полиэтиленовыми панелями с дисперсными заполнителями Крепление грунтовых откосов ячеистыми полиэтиленовыми панелями с дисперсными заполнителями Крепление грунтовых откосов ячеистыми полиэтиленовыми панелями с дисперсными заполнителями Крепление грунтовых откосов ячеистыми полиэтиленовыми панелями с дисперсными заполнителями Крепление грунтовых откосов ячеистыми полиэтиленовыми панелями с дисперсными заполнителями Крепление грунтовых откосов ячеистыми полиэтиленовыми панелями с дисперсными заполнителями
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Ежков Алексей Николаевич. Крепление грунтовых откосов ячеистыми полиэтиленовыми панелями с дисперсными заполнителями : Дис. ... канд. техн. наук : 05.23.07 : Н. Новгород, 2003 283 c. РГБ ОД, 61:04-5/1871

Содержание к диссертации

Введение

1. Состояние вопроса, направление и структура исследований 12

1.1. Крепление грунтовых откосов дисперсными материалами 12

1.1.1. Конструкции креплений 12

1.1.2. Условия применения креплений 19

1.2. Использование ячеистых полиэтиленовых панелей в креплении грунтовых откосов 24

1.2.1. Параметры панелей 24

1.2.2. Дисперсные заполнители 26

1.2.3. Геотекстильные материалы для обратного фильтра 27

1.2.4. Конструкция крепления 39

1.3. Комплекс выполненных исследований 42

2. Экспериментальное гидравлическое исследование крепления 46

2.1. Предмет исследования , 46

2.2. Методы определения неразмывающих скоростей течения 49

2.3. Лабораторное оборудование 57

2.3.1. Лабораторные установки 57

2.3.2. Измерительное оборудование 62

2.4. Испытания крепления потоком воды 71

2.4.1. Методика испытаний 71

2.4.2. Параметры испытанных креплений 75

2.4.3. Особенности и результаты испытаний 75

2.5. Эффект от использования панелей 104

3. Расчетное исследование крепления на волновое воздействие 108

3.1. Задача исследования 108

3.2. Анализ методов расчета 109

3.3. Определение усилия защемления заполнителя в ячейке панели . 117

3.4. Методика подбора крупности дисперсного материала для крепления 122

3.5. Эффект от применения панелей 125

4. Расчетная оценка восприятия креплением ледовых нагрузок 131

4.1. Состав исследования 131

4.2. Ледовые нагрузки, действующие на крепление, и методы их определения 131

4.3. Расчет восприятия креплением нагрузки от удара и навала ледяного поля, температурного расширения льда 144

4.4. Расчет надвига льда на укрепленный откос 149

4.5. Оценка устойчивости крепления к истирающему воздействию льда 152

4.6. Оценка устойчивости крепления к воздействию примерзшего ледяного покрова при перемене уровня воды 160

4.7. Анализ результатов 171

5. Определение возможности применения обратного фильтра из геотекстиля 173

5.1. Задача исследования 173

5.2. Определение диапазона применения геотекстильных материалов в качестве обратного фильтра под крепление 173

5.3. Методика подбора обратного фильтра из геотекстильного материала под крепление 180

5.4. Результаты исследования 191

6. Расчетное исследование устойчивости крепления на грунтовых откосах 192

6Л. Постановка задачи 192

6.2. Методы расчета устойчивости 193

6.3 .Методика расчета устойчивости крепления с учетом анкеровки панелей к грунту откоса 199

6 А. Расчетное исследование устойчивости крепления 203

6.5. Оценка устойчивости крепления на откосах 208

7. Программа для ЭВМ по автоматизации подбора крепления 209

7.1. Описание программы 209

7.2. Пример подбора крепления 213

7.3. Направления совершенствования программы 228

8. Примеры осуществленных креплений и натурные наблюдения за ними 229

8.1. Перечень запроектированных и осуществленных креплений... 229

8.2. Особенности конструкции крепления в условиях вечной

мерзлоты 235

8.3. Экономические показатели крепления 238

8.4. Результаты натурных наблюдений 240

8.5. Рекомендации по проектированию крепления 248

Общие выводы 249

Список литературы

Введение к работе

Одной из новых конструкций в гидротехническом строительстве является крепление грунтовых откосов ячеистыми полиэтиленовыми панелями с дисперсными заполнителями. Крепление в нашей стране начало применяться около 10 лет назад и получает все более широкое распространение при строительстве и ремонте сооружений гидроузлов, мостов, бере-гоукреплений, особенно на малых реках. Однако, диапазон его применения не определен, рекомендации по проектированию до сих пор отсутствуют.

Исследование условий применения данного вида крепления является актуальной задачей гидротехнического строительства.

Работа выполнялась в составе МНТП, финансируемой из 53 федерального бюджета по теме 1.7.98 Ф «Взаимодействие гидроузлов и водохранилищ с основаниями и берегами в условиях северной строительно-климатической зоны», № roc, per. 01980002759, 1998-1999г.г. и теме 1.07.00Ф «Разработка методов прогноза и регулирования взаимодействия сооружений гидроузлов и водохранилищ с основанием и берегами», № гос. per. 01200008458, 2000 - 2001 г,г.; МНТП «Архитектура и строительство» по теме 08.0105.99. «Разработка концепции рационального использования энергетических ресурсов малых водотоков», № гос. per. 01990004940, 1999г., а также в составе договорных НИР практической направленности.

Целью диссертационной работы поставлено выполнение комплекса исследований крепления грунтовых откосов гидросооружений ячеистыми полиэтиленовыми панелями с дисперсными заполнителями на восприятие действующих нагрузок, выявление условий применения крепления для разработки рекомендаций по проектированию.

Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи:

провести лабораторное гидравлическое испытание крепления, определить неразмывающие скорости течения;

провести расчетное исследование восприятия креплением волновых нагрузок;

выполнить расчетную оценку восприятия креплением ледовых нагрузок;

определить возможность применения геотекстильных материалов в качестве обратного фильтра под рассматриваемое крепление;

выполнить расчетное исследование устойчивости крепления на грунтовых откосах;

произвести натурные наблюдения за работой крепления на построенных объектах;

- по результатам проведенных исследований выявить диапазон
применения крепления по воспринимаемым нагрузкам, количественный
эффект от присутствия в креплении полиэтиленовых панелей;

составить программу для ЭВМ по автоматизации подбора крепления;

разработать рекомендации для проектирования.

Крепление грунтовых откосов ячеистыми полиэтиленовыми панелями с дисперсными заполнителями до сих пор не было теоретически изучено. В результате работы достигнута научная новизна, заключающаяся в следующем:

выполнением комплекса лабораторных, расчетных, натурных исследований определены: неразмывающие скорости течения, допустимые значения волновых и ледовых нагрузок на крепление, параметры обратных фильтров из геотекстиля, показатели устойчивости крепления на откосах;

выявлен количественный эффект от присутствия полиэтиленовых панелей при восприятии креплением действующих нагрузок;

- составлена программа для ЭВМ по автоматизированному подбору крепления.

Достоверность полученных результатов основана на применении апробированных методов исследований в сопоставлении с натурными данными по конкретным объектам.

В результате проведенных исследований определен диапазон применения крепления по действующим нагрузкам и разработаны практические рекомендации для проектирования, позволяющие расширить число объектов применения крепления.

В процессе работы крепление применено автором в проектах 10 гидросооружений на малых реках Нижегородской области, 5 из которых к настоящему времени построены. Рекомендации по проектированию переданы нескольким заинтересованным организациям. Элементы работы использованы в учебном процессе ННГАСУ при выполнении ВКР и дипломных проектов по специальности «Гидротехническое строительство».

Основные положения и результаты диссертационной работы опубликованы в 11 печатных трудах.

На защиту выносятся результаты исследований крепления по не-размывающим скоростям потока, допустимым значениям волновых и ледовых нагрузок, параметрам обратного фильтра из геотекстиля, показателям устойчивости крепления на грунтовых откосах, а также методика автоматизированного подбора крепления.

Работа получила апробацию на научно-технических конференциях «Строительный комплекс - 98» - Н. Новгород, ННГАСУ, 1998г., «Гидротехническое строительство, водное хозяйство и мелиорация земель на современном этапе» - Пенза, МАНЭБ, 1999г., «Проблемы строительства, инженерного обеспечения и экологии городов» — Пенза, МАНЭБ, 2000г., «Биосфера и человек - проблемы взаимодействия» — Пенза, МАНЭБ, 2001г., международном научно-промышленном форуме «Великие реки» —

Н. Новгород, 2002, 2003 гг., международном симпозиуме по проблемам инженерного мерзлотоведения - Якутск, РИМ СО РАН, 2002 г.

Автор выражает благодарность д.т.н. профессору СВ. Соболю, поставившему перед ним научную задачу и уделявшему стимулирующее внимание работе, генеральному директору АО «Нижегородспецгидростой» П,И. Буйному, обеспечившему строительство лабораторной гидравлической установки, к.т.н. профессору В.Н. Грандилевскому, зав. лабораторией В.А. Жданову, учебному мастеру А.Г. Кутузову, ассистентам И.С. Соболю и Н.П. Сидорову, оказавшим помощь в проведении исследований и программировании.

Использование ячеистых полиэтиленовых панелей в креплении грунтовых откосов

Ячеистая полиэтиленовая панель - это гибкая конструкция, выполненная из высокопрочных полиэтиленовых лент путем их сварки по отдельным линиям. В растянутом состоянии образуется сквозная ячеистая панель, которая может укладываться на грунт и загружаться заполнителем.

Впервые панели появились около 10 лет назад в г. Нижнем Новгороде (и, по-видимому, в России) из США под наименованием «GEOWEB», в зару-бежных источниках встречается также название «Geocells» [206; 207]. Их доставляло ЗАО «Нижегородспецгидрострой» от фирмы Presto Products Company. Затем изготовление панелей было освоено нижегородскими предприятиями химической индустрии. Так, ООО «САМ» выпускает их под наименованием ПСБ (полиэтиленовый сотовый блок) и ПСП (полимерное сотовое покрытие).

Внешний вид и параметры панелей производства США и Росии очень схожи. Поданным фирм-изготовителей [206] они приводятся нарис. 1.7, 1.8. Размеры панели GEOWEB в плане в растянутом состоянии — 2,4x6,1 м, в сло , женном состоянии - 3,4х0ДЗм; толщина панели — 0,075, 0,10, 0,15 и 0,20 м; средний диаметр ячейки около 0,17 м. Те же плановые размеры панели ПСБ соответственно 2,4хбДм, 3,4x0.13м; толщина 0,075, 0Д0, 0,15 и 0,20 м, средний диаметр ячейки ОД7м.

В табл. 1.3 приведены некоторые характеристики панели GEOWEB [206]. Других характеристик панелей в материалах фирм изготовителей, как правило, не содержится.

Понятие «геотекстиль» включает рулонные текстильные материалы, предназначенные для работы совместно с грунтом или зернистыми материалами в земляных сооружениях или на их поверхности.

В зависимости от технологии производства различают нетканые, тканые, холстопрошивные и комбинированные материалы в виде матов, сеток и других изделий, одним из которых является материал, содержащий синтетические или натуральные волокна - наполнитель.

Любой тип геотекстиля представляет собой материал многофункционального назначения с областью применения, определяемой его свойствами. Для применения в качестве обратных фильтров гидротехнических сооружений геотекстильные материалы должны отвечать следующим требованиям [109]: а) иметь более высокую водопроницаемость, чем дренируемые и за щищаемые ими грунты; б) обеспечивать защиту связных и несвязных грунтов от контактного размыва, возможного на границе с фильтром под действием установившегося и пульсирующего фильтрационных потоков; в) не подвергаться кольматажу и не пропускать частицы грунта, кото рые могу вызвать заиление фильтра; г) не изменять своих свойств под воздействием агрессивной внешней среды и времени; д) обладать достаточной прочностью при нагрузках на крепление и де формативностью при просадках грунта.

Благодаря тому, что большинство геотекстильных материалов удовлетворяет названным выше требованиям, они имеют достаточно широкую область применения.

Анализ, основанный на исследованиях [53; 65; 117; 170; 172; 174], а также опыт эксплуатации, показал, что наиболее приемлемыми для использования в качестве обратных фильтров являются нетканые иглопробивные материалы.

В настоящее время номенклатура этих материалов представлена широким спектром изделий как отечественного, так и импортного производства. Все они отличаются друг от друга по ряду показателей (например, поверхно-стная плотность изменяется в пределах от 100 до 2220 г/м ).

Ниже приводятся характеристики наиболее распространенного в России иглопробивного материала типа «Дорнит», полученные по ТУ 21-29-81-81 [169], рекомендациям [25; 26; 28; 80; 82], на основании исследований В.И. Костина [65] в ННГАСУ, Тулаева А,Я. [175] и Трайкова Б.С. [172] в Союздорнии, а также характеристики импортных материалов типа Secutex, Terrafix, Depotex, предоставленные производителем данных материалов фирмой NAUE FASERTECHNIK GmbH&Co.

А) Отечественный геотекстильный материал типа «Дорнит» 1) Сырьевой состав представляет собой смесь следующих компонентов: сырье капроновое (полиамидные волокна) по ОСТ 63.78-5-72; отходы производства волокон нитрон (полиакрилнатриевые волокна) по ТУ В-06-34-22-76; сырье вторичное текстильное сортированное из смеси синтетических волокон по ГОСТ 10590-75.

Сырьевой состав не постоянен и зависит от номенклатуры выпускаемой продукции изготовителя (вида отходов). Для производства используется штам-пелированное волокно резанное на куски длиной 30-100 мм.

Методы определения неразмывающих скоростей течения

Задачей гидравлического исследования крепления грунтовых откосов ячеистыми полиэтиленовыми панелями с дисперсными заполнителями является определение допустимых (неразмывающих) скоростей течения воды в зависимости от крупности заполнителя и выявление эффекта от применения полиэтиленовых панелей в конструкции крепления.

Неразмывающая скорость является удобной для практических расчетов осредненной величиной кинематического состояния потока, при котором его воздействие на частицы» слагающие дно и откосы водотока достигает предельного значения.

Понятие неразмывающей скорости разными исследователями трактуется неоднозначно. Рассмотрим, какую скорость принимали за неразмы-вающую в своих исследованиях разные авторы. М.А. Великанов (1931) [31]: «...начало сплошного влечения». Н.А. Баконина (1940) [11]: а) для наброски - «...за «непередвигающие» скорости принято наи большее значение средней скорости течения, при которой наблюдалось со вершенно устойчивое положение камня данной фракции...»; б) для комбинированных креплений - «за допустимые скорости те чения приняты «непередвигающие» скорости, для рисберм ряжевого и плетневого типа прияты скорости, при которых имел место безопасный размыв на некоторую глубину». B.C. Кнороз (1958) [59]: «...среднее состояние между началом подвижки отдельных частиц и массовым сносом...». С.С. Павловский (1956) [102]: «...средняя скорость, при которой в данной точке начинался срыв отдельных групп частиц...».

Б.И. Студеничников (1964) [168]: «Если в прямолинейном открытом русле, сложенном из однородных частиц, повышать величину расхода Q, то при определенной скорости частицы, находящиеся в исследуемой зоне начнут выноситься потоком. После смыва некоторого слоя неустойчивых частиц при Q - const дно русла станет стабильным, сложенным из частиц, находящихся в предельном состоянии равновесия, а течение потока спокойным и в нем не будут содержаться наносы. Средняя скорость VQ, отвечающая этим условиям, может быть названа неразмывающей скоростью для спокойного осветленного потока. По терминологии В.Н. Гончарова она соответствует непередвигающей скорости, т.е. той наибольшей средней скорости, при которой частицы естественного русла устойчивы».

А.Н. Рахманов, (1969) [124]: «...момент прекращения сноса отдельных частиц при уменьшении скорости».

А. И. Чекренев, К.В. Гришанин (1975) [189]: «Средняя скорость на вертикали, при которой начинается движение донных частиц, называется неразмывающей скоростью».

В.Е. Коротков (1976) [64]: «За неразмывающую принималась средняя скорость потока, соответствующая началу срыва и переноса отдельных частиц при постепенном увеличении скорости».

М.М. Селяметов (1981) [146]: «За допустимую скорость принималось такое значение скорости, при которой полностью отсутствуют подвижки частиц». Ю.Г. Жарков (1985) [45]: «... неразмывающая скорость -это средняя скорость потока, при которой материал поверхностного слоя русла сохраняет (с заданной надежностью) состояние предельной устойчивости». В.Ш. Цыпин (1991) [186]: «...в качестве неразмывающей скорости, ... понимается скорость начала движения (образования гряд) несвязного и разрушение связного материалов».

Подводя итог приведенным трактовкам понятия неразмывающей скорости, можно дать её следующее определение: «неразмывающая скорость — это средняя скорость потока, при которой начинается движение частиц дисперсного материала, слагающего русло водотока»ы.

Данное определение неразмывающей скорости принято за основу при оценке в первом приближении неразмывающих скоростей для рассматриваемого крепления. При этом целесообразно учесть возможность допущения некоторого размыва крепления, точнее вымыва верхнего слоя частиц заполнителя на некоторую глубину. Такая идея была реализована Н.А. Бакониной [11]. Подобное допущение частичного размыва крепления может существенно повлиять на величину неразмывающей скорости. При вымывании части заполнителя из ячеек, стенки полиэтиленовой панели создадут дополнительную периодическую шероховатость. Особенно это касается песков и мелких гравийных заполнителей, где самым существенным фактором, влияющим на размыв, является шероховатость. Вынос частиц заполнителя из ячеек естественно повлияет на внешний вид крепления, но это является несущественным для участка крепления, который находится ниже уровня воды.

Определение усилия защемления заполнителя в ячейке панели

Схема сил, действующих на одиночный элемент наброски на откосе при отсутствии полиэтиленовой панели приведена на рис. 3.3.а. Уравнение равновесия одиночного элемента при волновом воздействии без учета влияния полиэтиленовой панели имеет вид [192; 201] (формула 3.1): Gcosce=taPm. (3.1 ) Следует отметить, что уравнение (3.1) не учитывает трение камней друг о друга, но это идет в запас устойчивости элемента наброски [19 201].

Прежде чем записать подобное уравнение равновесия элемента крепления с использованием полиэтиленовых панелей, проведем некоторое исследование, касающееся учета влияния последних.

Панель получают путем сварки полиэтиленовых лент между собой с определенным шагом. Для придания панели проектной формы на откосе к ней в целом и, соответственно, к каждой ее ячейке прикладывается определенное растягивающее усилие. Для поддержания панели в растянутом состоянии она анкеруется к грунту откоса. После заполнения ячеек дисперсным материалом анкерные устройства можно удалить, что, естественно, приведет к обжатию заполнителя в ячейках с усилием, примерно равным усилию, с которым была растянута панель. В случае сохранения анке-ровки панели к грунту откоса, при постепенном заполнении ячеек с уплотнением заполнителя будет происходить деформация стенок ячеек панели; для осуществления дополнительной деформации стенок панели к ним нужно приложить усилие несколько большее, чем усилие, необходимое для растяжения ячеек панели до проектных размеров. Таким образом, уплотненный дисперсный материал заполнителя будет защемлен в ячейках с усилием несколько большим, чем усилие растяжения ячейки панели до проектных размеров. Определить точное значение усилия защемления камня от дополнительной деформации ячеек панели сложно, дополнительная деформация ячеек незначительна по сравнению с деформацией растяжения ячеек до проектных размеров, поэтому, для составления уравнения равновесия элемента, усилие защемления камня в ячейках панели можно приближенно принять равным усилию растяжения панели до проектных размеров.

Схема сил, действующих на одиночный элемент заполнителя крепления с использованием полиэтиленовых панелей при волновом воздействии дана на рис. 3.3.б. Уравнение равновесия одиночного элемента заполнителя крепления с учётом влияния панели будет иметь вид: Gcosa+fR&Rps- саРт, (3.15) где: PR — давление на элемент заполнителя от обжатия заполнителя между стенками ячейки панели, кПа; OR — площадь поверхности элемента, поверженная воздействию PRi м ; JR коэффициент трения, в данном случае принимаемый наименьшим из коэффициентов трения частиц заполнителя друг о друга и о стенки панели.

Давление на элемент заполнителя от обжатия его между стенками ячейки панели PR принято (как указывалось выше) равным давлению, прикладываемому на участок полиэтиленовой ленты в пределах ячейки при растяжении ячейки до проектных размеров. Давление на участок полиэтиленовой ленты, необходимое для придания ячейке проектной формы, определено экспериментальным путем. Эксперимент был поставлен и проведен следующим образом.

Из панелей GEOWEB высотой 0,1 и 0,15м вырезано по одной ячейке. В сложенном виде ячейка представляет собой две сваренные между собой на концах ленты длиной 0,34м. Толщина лент 0,00118м.

Один конец ячейки закреплялся в тиски, а второй конец закреплялся так, чтобы мог свободно линейно перемещаться (рис. 3.4а). Обе ленты рас камня от дополнительной деформации ячеек панели сложно, дополнительная деформация ячеек незначительна по сравнению с деформацией растяжения ячеек до проектных размеров, поэтому, для составления уравнения равновесия элемента, усилие защемления камня в ячейках панели можно приближенно принять равным усилию растяжения панели до проектных размеров.

Схема сил, действующих на одиночный элемент заполнителя крепления с использованием полиэтиленовых панелей при волновом воздействии дана на рис. З.З.б. Уравнение равновесия одиночного элемента заполнителя крепления с учётом влияния панели будет иметь вид: Gcosa+fRmRPR (DPm, (3.15) где: Рк — давление на элемент заполнителя от обжатия заполнителя между стенками ячейки панели, кПа; OR — площадь поверхности элемента, поверженная воздействию Рц, м ; /R — коэффициент трения, в данном случае принимаемый наименьшим из коэффициентов трения частиц заполнителя друг о друга и о стенки панели.

Давление на элемент заполнителя от обжатия его между стенками ячейки панели PR принято (как указывалось выше) равным давлению, прикладываемому на участок полиэтиленовой ленты в пределах ячейки при растяжении ячейки до проектных размеров. Давление на участок полиэтиленовой ленты, необходимое для придания ячейке проектной формы, определено экспериментальным путем. Эксперимент был поставлен и проведен следующим образом.

Из панелей GEOWEB высотой 0, 1и 0,15 м вырезано по одной ячейке. В сложенном виде ячейка представляет собой две сваренные между собой на концах ленты длиной 0,34м. Толщина лент 0,00118м.

Расчет восприятия креплением нагрузки от удара и навала ледяного поля, температурного расширения льда

Расчет надвига льда на укрепленный откос произведен по формуле И.Е. Козицкого (формула 4.13) [60], по которой определяющим параметром надвига льда на откос является длина надвига (рис. 4.4). Расчет длины надвига выполнен для расчетной длины ледяного поля Lm от 5,0 до 500 м, скорости движения ледяного поля V от 0,25 до 2,0 м/с, откосов заложения т=2; 3; 4; 5;. Коэффициент трения льда по креплению принят равным /=0,15 [60] из условия, что полиэтиленовые панели полностью заполнены дисперсным материалом и скольжение льда происходит по заполнителю. Результаты расчетов даны на графиках рис. 4,10а, б, в, г.

Учитывая, что средняя скорость движения ледяных полей на прудах и водохранилищах в период ледохода обычно не более 0,5м/с [60; 194], из результатов расчета можно сделать вывод, что надвиг льда на откос заложением до 1:5, укрепленный панелями GEOWEB с дисперсным заполнителем в этих условиях может составлять от 0,5м — до 6,0м.

На свободных реках Нижегородской области в период ледохода скорость течения достигает l-r-1,5 м/с, длина льдин достигает 20-г50 м [192]. В этих условиях надвиг льда на откосы указанного заложения может составлять 2,5 4-5,0 м.

Приведенные данные о величине надвига льда могут быть использованы при назначении верхней границы крепления откоса [140], а также для

Оценка устойчивости крепления против истирающего воздействия льда выполняется по двум схемам: 1) оценка устойчивости крепления; 2) оценка устойчивости дисперсного заполнителя полиэтиленовых панелей.

Истирающее воздействие льда проявляется в период ледохода, когда среднесуточная температура воды близка к 0С [194], поэтому при выполнении расчетной оценки расчетное сопротивление льда сжатию принято при 0С Дс=0,45 МПа по СНиП 2.06.04-82 [161]. 1) Оценка устойчивости крепления. Оценка устойчивости крепления выполняется для отдельного элемента крепления (панели) на 1 м пог. длины вдоль фронта откоса; возможной анкеровкой панели к грунту откоса пренебрегаем в запас устойчивости; схема к расчету дана на рис. 4.П. Применятся методика [194].

Критерием устойчивости элемента крепления (панели с заполнителем) является выполнение условия (4.20). Запишем его в удобном для настоящих расчетов виде: KF 1, (4.29) где KF - коэффициент устойчивости элемента крепления к истирающему воздействию льда; FT, FF - соответственно сила трения на нижней границе крепления и продольная нагрузка на крепление при истирающем воздействии льда, определяемые по формулам (4.19), (4.21).

Оценка устойчивости крепления к истирающему воздействию льда выполнена для наиболее неблагоприятных условий работы: расчетный элемент крепления (панель) располагается параллельно откосу меньшей стороной, равной 2,44м (рис. 4.11), и ниже уровня воды, т.е. находится во взвешенном водой состоянии; влияние соседних (выше и ниже по откосу) панелей не учитывается. Полагается, что обратный фильтр под крепление выполнен из геотекстильного материала. Грунт откоса - песчаный. Расчетные значения физических величин следующие: ширина элемента крепления панели GEOWEB - Д=2,44м; толщина крепления — (5 =0,1; 0Д5; 0,20м (по толщине панели GEOWEB); удельный вес заполнителя - =17,66 кН/м3 (соответствует средней плотности щебня или гравия 1,8 т/м3); удельный вес частиц заполнителя — ук=26 кН/м (соответствует средней плотности частиц гравийно-щебеночного материала); удельный вес заполнителя во взвешенном водой состоянии — 75 = 11 кН/м3; коэффициент трения крепления по основанию - //=0,554 (соответствует коэффициенту трения геотекстильного материала по песку [65]); коэффициент заложения откоса — т-2; 5. расчетное сопротивление грунта сжатию - Rc=450 кПа [161]; расчетная толщина льда - Arf =0,25-5-1,5м. Результаты расчетов представлены на графиках рис. 4.12.

Как видно из результатов расчета (рис. 4.12), крепление обладает большим (KF 2) запасом устойчивости к истирающему воздействию льда, при Л 0,5м устойчивость крепления к истирающему воздействию льда мало зависит от заложения откоса.

Похожие диссертации на Крепление грунтовых откосов ячеистыми полиэтиленовыми панелями с дисперсными заполнителями