Анализ методов оценки фильтрующей способности геотекстильных материалов

Анализ методов оценки фильтрующей способности геотекстильных материалов

Геотекстильные материалы [1] (как водопроницаемые тканые, нетканые, вязаные и композиционные полотна из синтетических волокон) выполняют три основные функции в массиве грунта, а именно, сепарацию, фильтрацию и армирование. При этом необходимо учитывать два основных фактора: экономический, т.к. применение геосин-тетических материалов позволяет существенно снизить капиталовложения при строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог; экологический, т.к. использование геосинтетических материалов благоприятно для окружающей среды (уменьшается расход природных материалов, снижаются объемы подготовительных геотехнических работ и т. д.) и позволяет повысить качество работ, уменьшить объемы дополнительных работ, повысить долговечность конструкций.

Из важнейших технологических свойств геотекстильных материалов, в первую очередь, выделяют свойство фильтрования ими влаги [2]. Это связано с тем, что при строительстве дорог (от пешеходных до железных) и стоянок обычно используют щебень. Но со временем на дороге на слабом основании (глина, торф или переувлажненные грунты) образуются колеи, либо щебень вообще "тонет". Геотекстиль помогает в решении этих проблем, препятствуя перемешиванию щебенчатой засыпки с основанием и сохраняя первоначальную толщину засыпки, что в сочетании со значительным модулем упругости самого геотекстиля позволяет значительно увеличить несущую способность такой конструкции. Покрытие геотекстильным материалом позволяет обеспечить повышенную степень уплотнения на этапе строительства, предотвращая вдавливание щебня в мягкую подоснову, снизить разрушение дорог, вызываемое воздействием мороза. Задержанные мельчайшие частицы (тонкодисперсные включения) действуют, как губка, впитывая воду и расширяясь при замораживании. На дорогах с использованием геотекстильных материалов существенно снижено колееобразование, что при увеличении нагрузки на дорожное полотно не маловажно. Результатом применения геотекстиля в качестве разделительного слоя являются: снижение издержек на укладку (уменьшение использования), снижение времени строительства за счет более быстрой и качественной утрамбовки, снижение стоимости технического обслуживания и увеличении срока работоспособности конструктива. Совмещение высокого начального модуля упругости и удлинения (сочетание свойств тканых (силовых) геосинтетиков и иглопробивного геотекстиля дает возможность материалу поглощать больше энергии). Это обеспечивает ему повышенную устойчивость к повреждению во время укладки и выполняет армирующую функцию.

Существует несколько методов количественной оценки фильтрующей способности геотекстильных материалов. Для выбора базового метода с целью его дальнейшего совершенствования, рассмотрим метод [3], который состоит в промывании через геотекстильный материал мелкого песка определенного гранулометрического состава при одновременном действии вибрации. Перед началом испытаний образец [4] выдерживают не менее 12 часов при комнатной температуре в воде, содержащей около 0,1 % смачивающего реагента (синтетическое моющее средство). Далее готовят мелкий песок с примерным гранулометрическим составом Песок не должен содержать частиц диаметром менее 0,01 мм, должен иметь степень неоднородности 3 - 20. При этом должно соблюдаться условие d20 O90 d80, где О90 - фильтрующая способность материала, то есть размер частиц песка, соответствующий d90 для прошедшей части песка (dn - размер частиц, меньше которых в песке содержится п % частиц по массе). Далее образец помещают в обойму диаметром не менее 13 см, по дну которой размещена металлическая сетка с ячейками 1x1см (диаметр проволоки 1 мм). Над образцом, закрепленным по периметру, равномерно распределяют подготовленный песок в количестве 7 кг/м2. Обойму жестко крепят к площадке вибростенда. При вибрировании на поверхности песка в течение 10 мин равномерно через распрыскиватель подают воду, уровень которой поддерживают на уровне поверхности песка (рекомендуемый расход воды до 0,5 л/мин, давление около 300 кРа). Прошедшую воду отводят на бумажный фильтр, где собираются частицы грунта. Далее строят кривую гранулометрического состава прошедшего через образец грунта и определяют фильтрационную способность.

ЛИТЕРАТУРА

ГОСТ Р 53225-2008. Материалы геотекстильные. Термины и определения.

Рекомендации по применению геосинтетических материалов при строительстве и ремонте автомобильных дорог: М.: 2003.

ГОСТ Р 53238-2008 Материалы геотекстильные. Метод определения характеристики пор.

ГОСТ Р 50275-92 Материалы геотекстильные. Метод отбора проб.

УДК 677.075.017

Количество показов: 899