Краткосрочный и долгосрочный мониторинг геосинтетических характеристик

С момента первого использования геосинтетических материалов более четырех десятилетий назад было проведено несколько исследований эффективности этих инженерных геоматериалов в условиях нагрузки и в связи с последствиями повреждения установки ( Allen and Bathurst, 1994; Carlos et al. , 2016, 2015; Hufenus et al., 2005; Koerner et al., 1992; Pinho-lopes and Lopes, 2013; Rosete et al., 2013; Rowe, 1982 ). Первоначально основное внимание в исследовании уделялось лабораторному исследованию механических свойств этих материалов, главным образом в связи с краткосрочным мониторингом производительности. Однако несколько факторов, включая неудачи некоторых структур, усиленных геосинтезом ( Giroud, 2000; Liu et al., 2012; Miyata et al., 2015; Yoo et al., 2004; Yoo and Jung, 2006), недавние разработки в области применения геосинтетических материалов в экологически сложных районах, таких как прибрежные морские и глубокопрочные грунтовые насыпи, а также растущее осознание того факта, что эти материалы могут стать постоянным элементом окружающей среды, привели к долгосрочный мониторинг эффективности геосинтетики. В этом разделе рассматриваются последние разработки в области долгосрочного мониторинга геосинтетических характеристик в отношении их поведения ползучести.

Ползучесть поведения типичной геосинтетической мембраны связана с релаксацией напряжений в ее ткани, и благодаря ее взаимодействию с окружающей почвой это свойство может влиять на долгосрочную стабильность геосинтетических армированных структур. Поэтому необходимо исследовать поведение ползучести геосинтетических материалов для различных полевых применений. На рисунке 1показана экспериментальная установка для теста ползучести геосинтетических материалов в лаборатории. Он включает растягивающее напряжение приложения разных значений в пределах предела прочности материала для определения поведения ползучести геосинтетической мембраны ( Sawicki and Kazimierowicz-frankowska, 1998 ).

Рис . Типичная экспериментальная установка ползучести для геосинтетических материалов (Sawicki and Kazimierowicz-frankowska, © 1998 Elsevier).

Существуют различные доступные методы проведения ускоренных тестов ползучести для исследования долговременного поведения ползучести геосинтетических материалов. Однако наиболее часто используемые методы включают традиционный метод, ступенчатый изотермический метод (SIM) и суперпозицию температуры времени (TTS). Шероховатый изотермический метод (СИМ) является инновационной методикой исследования долговременного поведения геосинтетического ползучести. Thornton et al. (1998а, б)исследовали поведение ползучести геосинтетических объектов ПЭТ при различных прикладных нагрузках с использованием метода СИМ. SIM определяет процедуру контроля отношения нагрузки и нагрузки в зависимости от времени путем ускорения характеристик вязкоупругой ползучести с использованием указанных этапов температуры и времени выдержки. Испытания на растяжение при высокой нагрузке (RLT) обычно выполняются первоначально для определения уровней напряжения, определяемых как процент от предела прочности при растяжении, для последующих испытаний SIM-карты. Метод SIM определяет долгосрочные характеристики ползучести геосинтетических материалов от краткосрочных измерений. Типичный способ SIM-карты влечет за собой следующее ( GRI Test Method GS10, 2000):

Удалите из образца один (один) образец для каждого теста SIM. Образцы геотекстиля должны иметь  полоски шириной 50 мм с длиной обычно от 900 до 1100  мм (в зависимости от типа захватов).

Настройка тестовой машины (например, UTM) и ручек, имеющих следующие возможности: измерение и контроль нагрузки, измерение и контроль растяжения / деформации, измерение времени, камера температуры окружающей среды для облегчения контроля условий испытаний, средств измерения и контроля температуры, другие измерения и контроль окружающей среды, а также сбор и контроль компьютерных данных. Окружающая камера и охладитель температуры должны поддерживать температуру образца в пределах ± 1  ° C в диапазоне от 0 до 100  ° C и изменять температуру образца до 15  ° C в течение двух минут. Убедитесь, что весоизмерительный датчик и экстензометр откалиброваны правильно.

Установите контроль скорости загрузки (в единицах кН за мин) до узкого диапазона скоростей деформации, выраженных в процентах в минуту, как было согласовано, обычно 10  ±  3% в минуту (или 20  ±  3% в минуту для европейской практики) ,  Должна использоваться типовая длина колеи 100 мм.

Осмотрите захваты и образец для выравнивания и убедитесь, что загрузочные поверхности чисты.

Испытания должны проводиться при 20  ±  1  ° C в качестве эталонной температуры.

Поддерживайте испытательные нагрузки в пределах ± 0,5% от среднего значения достигнутых нагрузок для испытательного набора.

Собирайте данные о времени, нагрузке и расширении с минимальным количеством двух показаний в секунду при условиях нагрузки и ступенях температуры геосинтетических материалов для времени изотермического выдержки не менее 10000  с.

Процедура, описанная выше, описывает SIM как метод с неограниченной скоростью. Процедура стандартизованного традиционного метода, например ASTM D5262-07 (2016) для определения поведения ползучести геосинтетических материалов, подобна SIM, но без температурных этапов. Для стандартного стандартизованного метода требуется более 10 000  часов для мониторинга характеристик ползучести геосинтетических материалов. Метод суперпозиции температуры времени (TTS) оценивает долгосрочную производительность ползучести геосинтетических материалов в сокращенное время. Эти методы были успешно использованы для мониторинга долговременной работы геосинтетических материалов. Jeon et al. (2002)провели долгосрочный мониторинг эффективности геосинтетических материалов с помощью теста ускоренной ползучести. Испытания проводили в соответствии с ASTM D5262 (1992)используя полиэфирные георешетки. Уровни загрузки составляли 40, 50 и 60% расчетной прочности георешеток при трех различных уровнях температуры 20, 35 и 50  ° C и при постоянном времени испытания 500  ч. Основываясь на краткосрочных результатах деформации, деформации ползучести для более длительного времени ползучести до 10 000  ч были предсказаны путем применения принципов суперпозиции температуры времени. Результаты показали увеличение разницы между деформациями ползучести и кратковременными штаммами с увеличением нагрузки на растяжение ползучести. В этом тесте не рассматривались возможные последствия ступеней температуры для долгосрочного поведения ползучести геосинтетических материалов.

Yeo and Hsuan (2010) отслеживали долгосрочные характеристики ползучести полиэфиров высокой плотности (ПЭВП) и полиэтилентерефталата (ПЭТ) при различной изотермической длительности с использованием трех методов. Они наблюдали гораздо меньшую нагрузку на георешетку ПЭТ, чем георешетка HDPE. Они объясняют это различие жесткой молекулярной цепной структурой ПЭТ, которая требует более высокой температуры стеклования по сравнению с ПЭВП. Кривые деформации, полученные в результате испытаний на ускорение (SIM и TTS), очень похожи, что также аналогично традиционным испытаниям. Franca и Bueno (2011)исследовали влияние удержания на поведение ползучей геосинтетики. Были проведены три категории испытаний, а именно: ограниченный, ускоренный и ограниченный-ускоренный тест ползучести. Рисунок 2показывает новое оборудование, разработанное для контроля поведения ползучести геосинтетических материалов с центральной металлической коробкой 400 ×  400  мм. Конфигурированные испытания на ползучесть выполнялись с чистыми и глинистыми песками в качестве ограничивающих сред для полиэфирной георешетки и полипропиленовых тканых геотекстилей. Результаты показали, что удержание A и B почв было эффективным в снижении деформаций ползучести георешетки, в то время как удержание не влияло на поведение ползучести тканого геотекстиля.

Рис . Схематический вид оборудования для проверки ползучести (Franca and Bueno, © 2011 Elsevier).

Как правило, долгосрочный мониторинг продолжительности работы геосинтетических материалов должен выполняться для конкретного состояния поля. Это особенно важно из-за расширения сферы применения геосинтетических средств в стабилизации грунта и структур береговой обороны.

Кампания «Нова» http://novamsk.ru/shop/4-geotekstil  предлагает широкий спектр товаров:  геотекстиль, георешетки, габионы, биоматы и многое другой. Дествует гибкая система скидок. За пару дней товар доставят в любую точку России.

Другие материалы по теме

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *