Upload
others
View
4
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
GEOMŐANYAGOK TERVEZÉSE
AZ ÚTÉPÍTÉS ÉS A VASÚTÉPÍTÉS
TERÜLETÉN
Geomőanyagok
• Innováció – óriási elınyökkel
• Világmérető térhódítás
• Új- és újabb termékek, gyártók
• Tudományos fejlıdés, konferenciák
• Nemzetközi szabványosítás
• Érdekes hazai szerkezetek az elmúlt 10 évben
• Szakismeretek hiánya
• Nagy volumenő, de anomáliákkal teli alkalmazás
Az alkalmazások anomáliái
• az alkalmazási cél gyakran definiálatlan
• méretezés nincs
• túlhatározott a specifikáció a tervben, kiírásban
• új termékek nehezen törnek be
• a szükségesség helyszíni megítélése bizonytalan
• felesleges költségek és vitás elszámolások
• minıségellenırzés tisztázatlan
Meredek rézsű georácsos erősítéssel és geomatracos
erózióvédelemmel
Magyar-SzlovénVasútvonal
Georáccsalerısített
talajtámfal
M5 Bp. utáni szakasz Auchan lehajtó ág
Máglyafal georáccsal erısített
háttöltéssel és cölöpsorral
M7 autópálya Bszárszó – Ordacsehi Terra-Mesh támfalPannon-Freyssinet
geodrének
A tervezés A tervezés -- alkalmazás alkalmazás elemeielemei
alkalmazási kör termék funkció vizsgálat
igénybevétel tulajdonságok
Alkalmazási körökAlkalmazási körök1. Felszín teherbírásnövelése (járhatóság)2. Töltésalapozás 3. Töltéstest építése4. Rézső erısítése 5. Rézsők erózióvédelme6. Támfalak építése7. Földmővek csatlakoztatása szerkezetekhez8. Víztelenítı szerkezetek9. Vízszigetelı rendszerek
1. alkalmazási kör
terep- vagy földmőfelszínteherbírásnövelése
jó teherbírású szemcsés talaj
georács és geotextília
Teherbírásnövelés
gyenge teherbírású (E2-modulusú) altalaj vagy földmőtest
Töltésalapozás homokos kavics
georács vagy geocella és geotextília
geodrén
kompresszibilis, kis nyíró-
szilárdságú altalaj
magas töltés
2. alkalmazási kör:
töltéslapozás
Töltéstest építése
szemcsés talaj
humusztakaró
geotextília vagy geomembrán
kötött talaj
szemcsés talaj
3. alkalmazási kör:
töltéstest építése
geotextília vagy geoháló vagy geopokróc vagy geoszınyeg vagy geocella vagy geokompozit esetleg geomembrán illetve geofüggöny
humusz
erózióérzékeny talaj
4. alkalmazási kör:
rézsővédelem
5. alkalmazási kör:
rézsőerısítés
célszerően jó szemcsés anyag georács vagy szıtt geotextília
6. alkalmazási kör:
erısített talajtámfal
célszerően jó szemcsés anyag
homlokzat
georács vagy szıtt geotextília
7. alkalmazási kör:
szerkezet és földmő csatlakoztatása
ás durva szemcsés talaj szerkezet vagy geomembrán geotextília
8. alkalmazási kör:
víztelenítı szerkezetek
szemcsés szivárgótest
geotextília
geocsı
kötött talaj
burkolat árok
9. alkalmazási kör
szigetelı rendszerek
szemét
homokos kavics
geotextília+geomembrán
termett talaj
Földmővek erısítése geomőanyagokkal
vasbeton, gabion
burkolásra
szıtt geotextília, georács+nemszıtt geotextília elválasztásra és erısítésre
geopokróc, geotextília, geoháló erózióvédelemre
georács, geoszalag erısítésre
szalagdrén konszolidáció
gyorsításra
georács, szıtt geotextília
erısítésre geotextília szőrésre
Funkciók
1. Erısítés
2. Védelem
3. Elválasztás
4. Erózióvédelem
5. Szőrés
6. Drénezés
7. Szigetelés
Erısítés
Húzófeszültség kölcsönzése
a talajnak
Geotextília Georács
Geokompozit
Geocellák
A georács húzószilárdságot kölcsönöz a talajnak, így pl. a nyírószilárdság által megengedettnél meredekebb rézső sem csúszik meg.
Viselkedés Funkció
geomőanyag nélkül geomőanyaggal Definíció Ajánlott
geomőanyag Magyarázat
Viselkedés Funkció
geomőanyag nélkül geomőanyaggal Definíció Ajánlott
geomőanyag Magyarázat
Védelem
Talajjal érintkezı szerkezet mechanikai védelme
Geotextília A geotextília meggá-tolja, hogy a szem-csés anyag sérülést okozzon a csatlako-zó szerkezet (például membrán) felületén.
szemcséket.
Elválasztás
Különbözı talajok
keveredésének meggátolása
Geotextília A geotextília meggátolja a durva- és a finom- szemcsés talajok keveredését, ezzel az utóbbi megırzi kedvezı tulajdonságait.
Viselkedés Funkció
geomőanyag nélkül geomőanyaggal Definíció Ajánlott
geomőanyag Magyarázat
Viselkedés Funkció
geomőanyag nélkül geomőanyaggal Definíció Ajánlott
geomőanyag Magyarázat
Erózió-védelem
Esı okozta talajmozgás
meggátolása, növényzet erısítése
Geotextília Geopokróc
Geoszınyeg Geoháló Geocella
Geokompozit
A geomőanyag a növényzet megerısödéséig megvédi a földmő felületét attól, hogy a lefolyó vizek elragadják a szemcséket.
Viselkedés Funkció
geomőanyag nélkül geomőanyaggal Definíció Ajánlott
geomőanyag Magyarázat
Szőrés
Folyadék átengedése,
talajszemcsék megállítása
Geotextília A szivárgó kavicstestét és a dréncsövet a víz által bemosott finom szemcsék nem tömítik el, így a drénezés tartós lesz.
Geotextília
Viselkedés Funkció
geomőanyag nélkül geomőanyaggal Definíció Ajánlott
geomőanyag Magyarázat
Szigetelés Folyadék- Geomembrán A hulladékon Drénezés
Folyadék szállítása
Geotextília Geoháló Geodrén
Geokompozit
Geocsı
A geomőanyag síkjában elvezeti a vizet, így az nem győlik össze, nem okoz nyomást, elnedvesedést.
Viselkedés Funkció
geomőanyag nélkül geomőanyaggal Definíció Ajánlott
geomőanyag Magyarázat
Szigetelés
Folyadék- (gáz)mozgás megállítása
Geomembrán Geoszintetikus agyagszigetelı
A hulladékon átszivárogva szennyezetté váló víz nem szivárog be a talajba, ill. a talajvízbe, így az tiszta marad.
Méretezés funkcióra
1. Mechanikai igénybevételek, követelmények– húzóerık – nyíróerık a talaj-geomőanyag határán– átszúródás – E2-teherbírás a geomőanyag-szemcsés réteg felett
2. Hidraulikai igénybevételek– szükséges síkbeli és síkra merıleges vízvezetıképesség– szőrıképességi követelmény
3. Környezeti hatások– környezeti vegyi hatások– UV-hatás mértéke
4. Tartósság – beépítés közben – gyors töltésépítés– teljes élettartam
5. Módszer– számítások (statikai, hidraulikai – hagyományos,FEM)– megelızı intézkedések (összehasonlítható tapasztalatok)– próbaterhelés (próbabeépítés)
TERMÉK
• geotextíliák (szıtt, nem szıtt)• georácsok (extrudált, szıtt, hegesztett)• geoszalagok• geocellák (szerelt, épített)• geoszınyeg (hálóból, rácsból, szálból) • geopokróc (polimer, természetes anyag is)• geofüggöny• geoháló• geodrén (szalag, lemez)• geocsı• geomembrán • geoszintetikus agyagszigetelı• geokompozit (hidraulikai, mechanikai)
TERMÉK
nemszıtt (hıkezelt) geotextília
nemszıtt (tőzött) geotextília
többrétegő (nemszıtt) geotextília
többrétegő (nemszıtt) geotextília
(szalagokból) szıtt geotextília
(fonálból) szıtt geotextília
(fonálból) hurkolt geotextília
többrétegő (nemszıtt- szıtt) geotextília
nemszıtt, (lyukasztott) geotextília
erısített, főmagos nemszıtt geotextília
erısített, szıtt geotextília
többrétegő, hurkolt-nemszıtt geotextília
TERMÉK
lyukasztott lemezbıl két-
irányban extrudált georács lyukasztott lemezbıl egy-
irányban extrudált georács egy fázisban, kétirányban
extrudált, georács extrudált, többrétegő
kétirányú georács
vékony szalagokból hegesztett georács
széles szalagokból hegesztett georács
pászmákból hegesztett georács
fonálból szıtt georács
hurkolt georács hurkolt georács geoszalag geoháló
TERMÉK
geopokróc georácsból készített geoszınyeg
geoszálból préselt geoszınyeg
geocella
geocella geocella georácsból szerelt geocella
geomembránból készített geocella
perforált geocsı
HDPE geomembrán
geoszintetikus agyagszigetelı
geokompozit szalagdrén
geokompozit drénháló
geokompozit drénháló
geokompozit drénszınyeg
geokompozit drénlemez
Tulajdonságok
Fizikai jellemzık � Anyag, szerkezet polimer fajtája, UV-stabilizálás módja, alkotók jellege, kapcsolata
� Méretek szerkezeti vastagság, alkotók vastagsága, nyitottság, tekercsszélesség, elemhossz
� Tömegjellemzık területi sőrőség, térfogatsőrőség
Mechanikai tulajdonságok � Viselkedés húzásra merevségi modulus, szakítószilárdság, szakadónyúlás, toldási ellenállás
� Viselkedés nyomásra kompresszibilitás
� Talajkapcsolat súrlódási viselkedés, kihúzódási ellenállás
� Lokális ellenállás statikus és dinamikus átszakítás, beépítési hatás, dörzsölés, repesztés ellen
Tartóssági tulajdonságok � Kúszás idıbeli szilárdságcsökkenés
� Degradáció hımérsékleti, kémiai, mikrobiológiai, UV-sugárzás elleni ellenállás
Hidraulikai tulajdonságok � Vízvezetıképesség permittivitás, transzmisszivitás
� Szőrés jellemzı szőrınyílás, eltömıdés
Mőszaki alkalmasság � Gyártás technológiai állandóság, megbízható minıségellenırzés és –tanúsítás
� Geotechnikai alkalmasság funkciók teljesítése, kezelési ellenállás
� Gazdaságosság globális versenyképesség, tartósság, szállítási feltételek
Vizsgálatok
• a fizikai, méret- és tömegjellemzık meghatározása, • a húzóigénybevételek alatti viselkedés (szakítószilárdság, szakadási nyúlás, húzási
merevség, kúszás) jellemzése,• a különbözı környezeti hatásokkal szembeni ellenállások (oxidáció, hımérséklet,
vízbehatolás, UV-sugárzás, mikrobiológiai hatások, stb.)
A termékek geotechnikai alkalmazásakor fellépı igénybevételek alatti viselkedés : • hidraulikai jellemzık (transzmisszivitás, permittivitás) meghatározása, • a talajjal való súrlódási kapcsolat mérése nyíródobozzal, illetve annak átalakításával, • a pontszerő igénybevételekkel szembeni ellenállás mérése CBR-készülékkel, illetve
ejtıkúppal• az összenyomódási jellemzık vizsgálata ödométerrel
További vizsgálatok, melyekhez speciális eszközöket, eljárásokat kellett kifejleszteni : • a geotextíliák jellemzı szőrınyílásának és talajjal való eltömıdésének mérése,• a kihúzódási ellenállás vizsgálata
Tulajdonságok
A geomőanyagok egyes tulajdonságainak súlya a funkció teljesítése szempontjából
a geomőanyag funkciója a geomőanyag
tulajdonsága szigetelés drénezés szőrés erózió-védelem
elválasztás védelem erısítés
polimerfajta * ** *
szerkezet ** ** ** ** * * *
UV-stabilizálás * ** * *
vastagság * ** * * * **
területi sőrőség * * * ** ** ** *
húzási merevség * * * **
szakítószilárdság * * * **
szakadó nyúlás ** * **
kúszási hajlam * * * **
toldási ellenállás * * * **
összenyomhatóság ** * * * *
felületi súrlódás * * * **
statikus átszakítási ellenállás ** * * * * ** *
dinamikus átszakítási ellenállás ** * * * * ** *
sérülésekkel szembeni ellenállás ** * ** * ** ** **
általános tartósság ** ** ** * ** ** **
idıjárásállóság * * * ** * * *
síkra merıleges vízvezetıképesség ** * ** **
síkbeli vízáteresztıképesség ** * * * *
jellemzı szőrınyílás ** ** *
eltömıdéssel szembeni ellenállás ** ** *
** nagyon fontos * fontos
1.
Jellemzı Vizsgálati módszer Funkciók
Szőrés Elválasztás Megerısítés
(1) Szakítószilárdság b EN ISO 10319 H H H
(2) Nyúlás a legnagyobb erınél EN ISO 10319 A A H
(3) Varratok és kötések szakítószilárdsága EN ISO 10321 S S S
(4) Statikus átszakítás (CBR-vizsgálat) a b EN ISO 12236 S H H
(5) Dinamikus átszakítási ellenállás (kúpos ejtıvizsgálat) a EN 918 H A H
(6) Súrlódási jellemzık prEN ISO 12957-1:1997 és prEN ISO 12957-2:1997
S S A
(7) Húzókúszás EN ISO 13431 – – S
(8) Telepítéskor bekövetkezı károsodás ENV ISO 10722-1 A A A
(9) Jellemzı szőrınyílás EN ISO 12956 H A –
(10) Síkra merıleges vízáteresztı képesség EN ISO 11058 H A A
(11) Tartósság B melléklet szerint H H H
(11.1) Idıjárással szembeni ellenállás EN 12224 A A A
(11.2) Kémiai öregítéssel szembeni ellenállás ENV ISO 12960 vagy ENV ISO 13438, ENV 12447
S S S
(11.3) Mikrobiológiai lebomlással szembeni ellenállás EN 12225 S S S
Fontosság: H: harmonizációs követelmény A: az összes felhasználási feltétel esetén lényeges S: a sajátos felhasználási feltételek esetén lényeges „–”: mutatja, hogy a jellemzı nem lényeges az adott funkció esetén a Figyelembe kell venni, hogy ez a vizsgálat nem alkalmazható néhány terméktípushoz, például a georácsokhoz. b Ha a mechanikai tulajdonságok (szakítószilárdság és statikus átszakítás) „H”-val vannak jelölve ebben a táblázatban, akkor a gyártónak mindkettı adatait szolgáltatnia kell. A mőszaki követelményben elegendı csak az egyiknek vagy a szakítószilárdságnak, vagy a statikus átszakításnak az alkalmazása.
1. táblázat:
Funkciók, a funkciókhoz tartozó jellemzık és az alkalmazott vizsgálati módszerek
MSZ EN 13249 : 2001
Geotextíliák és rokon termékeik.
Az utak és más közlekedési területek (a vasutak és az aszfaltbeépítések kivételével) szerkezetében való alkalmazás elıírt jellemzıi
Alkalmazási rend Alkalmazási rend (tervezési, kiválasztási)(tervezési, kiválasztási)
A geomőanyag funkciója – végleges szerkezetrész
– építési segédeszköz
Szerepek– ajánlás
– adatmegadás
– döntés
– elfogadás
– tanúsítás
– ellenırzés
Közremőködık– Építtetı
– Tervezı
– Vállalkozó
– Beszállító
– Mérnök
Alkalmazási rend ha a geomőanyag a végleges szerkezet része
Tervezı Építtetıdönt
megadelfogad
megad
ajánltanúsít
Vállalkozó
alkalmazáskonstrukció
funkcióigénybevételek
termék tulajdonságok
Tervezı
dönt ellenıriz
Szállító
elfogadellenıriz
Mérnökellenıriz
Mérnök
Tervezı
Építtetı
ajánlmegad
ellenıriz
megad
ajánltanúsít
Vállalkozó
alkalmazáskonstrukció
funkcióigénybevételek
termék tulajdonságok
dönt ellenıriz
Szállító
ellenıriz
Mérnök
elfogad
MérnökVállalkozó
Vállalkozó
elfogadellenıriz
Alkalmazási rend ha a geomőanyag építési segédszerkezet
Tervezési funkcióra Tervezési funkcióra ––
méretezés igénybevételreméretezés igénybevételre
Tervezési ismeretek, szabványok • Koerner:
Designing with geosynthetics
• ÚT 2.-1.222 Utak geotechnikai tervezésének általános szabályai
• BS 2002:1995Strengthened/reinforced soils and other fills
• ZTVE-StB 94 1997BS 2002:1995Merkblatt für die Anwendung von Geotextilien und Geogittern im Erdbau des Straßenbaus
• Geomőanyaggyártó cégek Tervezési segédletek
ÚT 2-1.222:2002 Utak geotechnikai tervezésének
általános szabályai
Alkalmazási körök, tervezési alapelvek és hivatkozások az MSZ EN szabványokra
• a földmővek felsı zónájának geomőanyagokkal való teherbírásnövelésének méretezési elvei,
• a töltésalapozás során alkalmazható, geomőanyagokkal erısített szerkezetek tervezésének fı szabályai,
• a rézsőállékonyság geomőanyagokkal való növelésének tervezése,
• a geomőanyagokkal erısített támszerkezetek tervezési módszerei,
• a felszín alatti víztelenítés berendezéseiben alkalmazható geomőanyagok fı követelményeit.
Koerner tervezési alapelve
• a geomőanyagtól elvárt funkciók azonosítása
• az egyes funkciókból eredı igénybevételek, követelmények meghatározása,
• a fı funkció megállapítása és olyan termék kiválasztása, mely ennek követelményeit teljesíti,
• a kiválasztott termék alkalmasságának ellenırzése a többi funkció szempontjából,
• az idıjárásállóság és az esetleges egyéb degradációs hatásokkal szembeni ellenállás ellenırzése.
Példa:töltésalapozás
geomőanyagokkal(?)
A. Kapilláris réteg (töltésanyag) megóvása
B. Járhatóság biztosítása
C. Töltésállékonyság biztosítása
1. Alkalmazási kör Tervezı
– kapilláris megszakító réteg megóvása a kötött talajú terepfelszínen
2. Funkció Tervezı
– elválasztás
– szőrés
3. Igénybevételek, követelmények Tervezı (tapasztalat, megelızés)
– átszúródás beépítéskor
rákerülı durvaszemcsés talaj + építési forgalom
– szőrési követelmények teljes élettartam alatt
alatta levı finomszemcsés talaj
– degradáció elkerülése
környezeti feltételek (talajvíz, talaj vegyi jellemzıi)
4. Termék Szállító
– nem szıtt
– szıtt geotextíliák
5. Tulajdonságok Gyártó (EN ISO független tanúsítással)
– területi sőrőség, statikus átszúródási ellenállás (GRK)
– jellemzı szőrınyílás, merıleges áteresztıképesség
– polimerfajta
6. Minıségellenırzés Vállalkozó, Mérnök
– károsodás vizsgálata próbabeépítés utáni kibontással
– polimerfajta + területi sőrőség gyártó által építésközi ellenırzésre
– területi sőrőség + károsodás mérés, ill. szemlélés szúrópróbaszerő ellenırzésként
A
Nem szıtt geotextíliák kiválasztása az építés közbeni átszúródás elkerülésére
a Geotextília Robusztussági Kategória (GRK) alapján
tömörítés
AB1 AB2 AB3 AB4
Talajfajta
a geotextília egyik oldalán nagyon csekély hatású
építési forgalom kis
gyúróhatásával
5…15 cm nyommélységő gyúróhatással
15 cm feletti nyommélységő gyúróhatással
AS1 nem kritikus
szemcsés anyag GRK1 GRK1 GRK2 GRK3
AS2 durva- és vegyes szemcséjő anyag
GRK2 GRK2 GRK3 GRK4
AS3 görgeteges, de 40 % alatt
vagy éles szélő, tört AS2 GRK3 GRK3 GRK4 GRK5
AS4 40 %-nál több görgeteg
vagy éles szélő AS3 nagy GRK4 GRK4 GRK5 (1)
AS5 40 % feletti görgeteg
és éles szélő, tört anyag GRK5 GRK5 (1) (1)
(1) Építéshelyi kísérletek szükségesek vagy növelni kell a szemcsés réteg vastagságát.
Geotextília Erısségi Osztály
GRK
Statikus átszakítóerı
(x*-s)
Területi sőrőség
(x*)
1 ≥ 0,5 kN ≥ 80 g/m2
2 ≥ 1,0 kN ≥ 100 g/m2
3 ≥ 1,5 kN ≥ 150 g/m2
4 ≥ 2,5 kN ≥ 250 g/m2
5 ≥ 3,5 kN ≥ 300 g/m2
Méretezés szőrésre
1. Mechanikai szőrési hatékonyság O90,w szükséges jellemzı szőrınyílás
O90,w ≤ α⋅dt
O90,w ≤ d90
dt a talaj jellemzı szemcsemérete
α a talaj szemeloszlásától függı szorzó
2. Hidraulikai szőrési hatékonyság km szükséges síkra merıleges áteresztıképesség
η . km ≥ k
k a talaj áteresztıképessége
η a talaj szemeloszlásától függı szorzó
1. Alkalmazási kör Tervezı javaslata – Vállalkozó ajánlata
– járhatóság biztosítása a gyenge teherbírású terepen
2. Funkció Vállalkozó
– erısítés
– elválasztás, szőrés (lásd A)
3. Igénybevételek, követelmények Vállalkozó
– E2 teherbírás javításának mértéke építés közben
altalaj teherbírása + szemcsés réteg vastagsága
4. Termék Szállító tapasztalat alapján
– georács + geotextília (lásd A)
– szıtt geotextíliák
5. Tulajdonságok Gyártó (EN ISO független tanúsítással)
– szakítószilárdság, szakadó nyúlás
– merevség (húzóerı 2…5 % nyúlásnál)
– szerkezet (szál- és csomópont)
6. Minıségellenırzés Vállalkozó (Mérnök)
– teherbírásnövekedés próbabeépítés utáni méréssel
– polimerfajta + szakítószilárdság gyártó által építésközi ellenırzésre
– járhatóság szemrevételezéssel építésközi ellenırzésre
– E2 teherbírás tárcsás méréssel szúrópróbaszerő ellenırzésként
B
1 réteg georáccsal és szemcsés réteggel elérhetı teherbírásnövekedés
0
20
40
60
80
100
altalaj teherbírása
rétegvastagság h cm
GR1 - 25
GR2 - 25
GR1 - 60
GR2 - 60
georács típusa és
szemcsés réteg tetején mérendı
E2 MPa
1 2 4 7 10 CBR %
10 15 25 35 45 E2 MPa
1. Alkalmazási kör Tervezı – töltésalapozás gyenge teherbírású altalajon
2. Funkció Tervezı– erısítés– elválasztás, szőrés (lásd A)
3. Igénybevételek, követelmények Tervezı – húzóerı a szétcsúszás elkerülésére építés közben (és késıbb)
felszín nyírószilárdsága + töltésgeometria– húzóerı az alaptörés elkerülésére építés közben (és késıbb)
altalaj nyírószilárdsága + töltésgeometria– geomőanyag-talaj közötti erıátadás
felszín és töltésanyag nyírószilárdsága + töltésgeometria– (öregedés, degradáció elkerülése)
környezeti feltételek (talajvíz, talaj vegyi jellemzıi)4. Termék Szállító
– georács – szıtt geotextíliák
5. Tulajdonságok Gyártó (EN ISO független tanúsítással)– szakítószilárdság– geomőanyag-talaj súrlódási kapcsolat– (kúszási, degradációs jellemzık)
6. Minıségellenırzés Vállalkozó, Mérnök– beépítési károsodás + talajkapcsolat próbabeépítés során méréssel – polimerfajta + szakítószilárdság gyártó által építésközi ellenırzésre– szakítószilárdság szúrópróbaszerő ellenırzésként
C
Ea
K N T
T > 0,5⋅H2⋅ρ⋅g⋅tg2(45-ϕ/2) - L2⋅cu
T < 0,5⋅H⋅ρ⋅g⋅L1⋅tgδ
T < H⋅ρ⋅g⋅L1⋅tgδ + au⋅L1
L1 L2
GHϕ
au cu
δ
Szétcsúszás vizsgálata
Ka≈L1⋅cu Na
T
M(T)O > ΣM(G)O – [M(Ka)O + M(St)O]
T < H⋅(L2 - 0,5⋅H⋅ctgβ)⋅ρ⋅g⋅tgδ
T < H⋅ρ⋅g⋅L1⋅tgδ + au⋅L1
Gt
ϕ
au δ
cu
H
Nt
St
L1 L2
Ga
O
β
Alaptörés vizsgálata
A brit talajerısítési szabványBS 8006:1995
Strengthened/reinforced soils andother fills
(Erısített talajok és más töltésanyagok)
Tartalomjegyzék
1. ÁLTALÁNOS ELVEK
2. ELVEK, ALAPFOGALMAK
3. ANYAGOK
4. TERVEZÉSI VIZSGÁLATOK
5. A TERVEZÉS ALAPELVEI
6. TÁMFALAK ÉS HÍDFİK TERVEZÉSE
7. ERİSÍTETT RÉZSŐK TERVEZÉSE
8. GYENGE TALAJON ÉPÜLİ TÖLTÉSEK
ALAPERİSÍTÉSÉNEK TERVEZÉSE
9. ÉPÍTÉS ÉS FENNTARTÁS
FÜGGELÉKEK
GYENGE TALAJON ÉPÜLİ TÖLTÉSEK
ALAPERİSÍTÉSÉNEK TERVEZÉSE
Általános szempontoka határegyensúly elve alapján közelíti a feladatot, ahol egy általános biztonsági szorzóval kell számolni
Az alkalmazási kör
Határállapotok
Teherbírási határállapotok:
• a töltésrézső helyi állékonyságvesztése
• alaptörés alámetszı csúszólap mentén
• a töltéstest szétcsúszása
• az altalaj oldalkitérése
• általános állékonyságvesztés
A használhatóság határa:
• az erısítés túlzott mértékben megnyúlik
• az altalaj nagyon összenyomódik
A töltésrézső helyi állékonyságvesztés
A töltés rézsőjét ellenırizve, igazolni kell, hogy
H a töltés magassága;Ls a töltésrézső vízszintes mérete;ϕ’cv a töltésanyag hatékony feszültségekhez és nagy elmozdulásokhoz tartozó súrlódási szöge;fms a tanϕ’cv-hez rendelt parciális tényezı,
ms
cv
s f
'tan
L
H ϕ≤
Alaptörés alámetszı körcsúszólap mentén
RSjDjRRjjroj MMMYT −==⋅
Y - az alapsíkon levı erısítés függıleges távolsága a mértékadó csúszólap középpontjától;MRRj - az alaperısítés egyensúlyhoz szükséges legnagyobb nyomatéka az alaperısítés valamely j pontján átmenı csúszólapokkal végzett vizsgálatokból; MDj - a felszorzott mozgatónyomaték az alaperısítés valamely j pontján átmenı csúszólapokkal végzett vizsgálatban;MRSj - a talaj ellenállásából adódó stabilizáló nyomaték az alaperısítés valamely j pontján átmenı csúszólapokkal végzett vizsgálatban.
A töltéstest szétcsúszása
Tds - az erısítés egy folyóméterében keletkezı húzóerı, amely a töltéstest szétcsúszásának megakadályozásához szükséges;
Ka - az aktív földnyomás együtthatója, γ - a töltésanyag térfogatsúlya;ws - a töltéskoronán ható egyenletesen megoszló nyomás;ffs - a térfogatsúlyhoz rendelet parciális tényezı (27.táblázat);fq - a külsı súlyterhekhez rendelt parciális tényezı (27. táblázat).
( )swqf2HfsfHaK5,0dsT ⋅⋅+⋅⋅⋅⋅⋅= γ
A Tds húzóerı kialakulásának feltétele, hogy a töltésanyag nem csúszhat el az erısítés felszínén.
A vízszintes kicsúszás megakadályozásához szükséges Le kötıdési hossz:
( )
msf
cv'tan'h
nfsfswsf2HfsfHaK5,0
eL ϕαγ
γ
⋅⋅⋅
⋅⋅⋅⋅+⋅⋅⋅⋅⋅≥
fs - az erısítés és a talaj közti csúszási ellenálláshoz rendelet parciális tényezıfn - a tönkremenetel gazdasági következményeit számításba vevı tényezı h - az Le erısítési hosszon belüli átlagos feltöltési magasság;α’ - a talaj és az erısítés közti kapcsolatnak a ϕ’cv súrlódási szögre vonatkozó súrlódási együtthatójaϕ’cv - a töltésanyag hatékony feszültségekhez és nagy alakváltozásokhoz tartozó súrlódási szöge
fms - a tanϕ’cv-hez rendelt parciális tényezı
Az altalaj oldalkitérése
Rha ≤≤≤≤ Rhp + Rs + RR,
Rha - az altalaj oldalkitérését okozó
felszorzott vízszintes erı;
Rhp - az altalaj passzív ellenállásból
adódó, megfelelıen csökkentett,
vízszintes erı;
Rs - az altalajban a zc mélységben
levı síkon ébredı nyírási
ellenállásból adódó, megfelelıen
csökkentett, vízszintes erı;
RR - az altalajban az erısítés alsófelületén mőködı nyírási ellenállás
megfelelıen csökkentett értéke
Geocellásalaperısítés
Alaperısítés a töltések állékonyságát és süllyedését
szabályozó szerkezetek részeként
Határállapotok - teherbírási határállapotok
A használhatóság határesetei
a legnagyobb tengelytávolság :
• Qp a cölöpcsoport minden egyes tagjának teherbírása;• ffs a talaj térfogatsúlyának parciális tényezıje, • γ a töltés anyagának térfogatsúlya;• H a töltés magassága;• fq a külsı megoszló teherhez rendelt parciális tényezı • ws a külsı megoszló terhelés.
sqfs
p
wfHf
Qs
⋅+⋅⋅=
γ
A cölöpcsoport alaprajzi kiterjedése
A legkülsı cölöpfej külsı élének helye szerint legyen:
( )ptannHpL Θ−⋅=
Lp - a szélsı cölöpfej külsı élének vízszintes távolsága a töltés talppontjától H - a töltés magassága;n - a rézsőhajlás;Θp - a töltésvállat és a szélsıcölöpej külsı élét összekötı
egyenes függılegessel bezárt
szöge, Θp=45o-ϕ’cv/2, ahol ϕ’cv a töltésanyag belsı súrlódási szöge.
A függıleges terhek leosztása H ≥≥≥≥ 0,7· (s - a)
( )ε⋅
+⋅
−⋅=
6
11
a2
asTWrpT
Trp - az erısítésben keltett húzóerı;ε - az erısítés fajlagos nyúlása.
Szétcsúszás
• Tds az erısítés egy folyóméterében keletkezı húzóerı;• Ka az aktív földnyomás tényezıje ;• H a töltés magassága;• γ a töltés térfogatsúlya;• ws a töltéskoronán egyenletesen megoszló terhelés;• ffs a talaj térfogatsúlyához rendelt parciális tényezı;• fq a külsı terhekhez rendelt parciális tényezı.
( ) Hswqf2HfsfaK5,0dsT ⋅⋅⋅+⋅⋅⋅= γ
( )
msf
cv'tan'h
nfsfswqf2HfsfHaK5,0
eL ϕαγ
γ
⋅⋅⋅
⋅⋅⋅⋅+⋅⋅⋅⋅⋅≥
( )
⋅+
⋅⋅⋅
+⋅⋅≥
msf
2cv'tan2'
msf
1cv'tan1'h
dsTrpTpfnf
bLϕαϕα
γ
az erısítés bekötése
minimális erısítési hossz
Általános állékonyság MD ≤≤≤≤ MRS + MRP + MRR
MD - a töltés alapsíkjának bármely kiválasztott helyére vonatkozó, felszorzott
mozgatónyomaték
MRS - a töltés alapsíkjának bármely kiválasztott helyére vonatkozó, a talaj
ellenállásából származó, megfelelıen csökkentett stabilizáló nyomaték
MRP - a töltés alapsíkjának bármely kiválasztott helyére vonatkozó, a cölöpök
hatásából adódó, stabilizáló nyomaték
MRR – a töltés alapsíkjának bármely kiválasztott helyére vonatkozó, az erısítésbıl
származó stabilizáló nyomaték
A vasalt talajtámfal modellezése PLAXIS FEM-programmal