GEOMŐANYAGOK TERVEZÉSE AZ ÚTÉPÍTÉS ÉS A …szepesr/anyagok/oktatas/NGB-se005_4/...Geomőanyagok • Innováció – óriási elınyökkel • Világmérető térhódítás •

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


töltéstest építése

geotextília vagy geoháló vagy geopokróc vagy geoszınyeg vagy geocella vagy geokompozit esetleg geomembrán illetve geofüggöny

humusz

erózióérzékeny talaj


rézsővédelem


rézsőerısítés

célszerően jó szemcsés anyag georács vagy szıtt geotextília


erısített talajtámfal

célszerően jó szemcsés anyag

homlokzat

georács vagy szıtt geotextília


szerkezet és földmő csatlakoztatása

ás durva szemcsés talaj szerkezet vagy geomembrán geotextília


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




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.







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.




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




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.




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

Documents

GEOMŐANYAGOK TERVEZÉSE AZ ÚTÉPÍTÉS ÉS A …szepesr/anyagok/oktatas/NGB-se005_4/...Geomőanyagok • Innováció – óriási elınyökkel • Világmérető térhódítás •