Войти
Сотовая изоляция устанавливается на экспериментальной тропе в южной части центральной Аляски 
Деревянная матрица после установки в Врангель –Ст. Элиас Парк на Аляске 
Материалы геоячейки 
Заполнение оболочки геоячейки землей для создания временной барьерной стены Системы клеточного ограничения (CCS), также известные как геоячейки, широко используются в строительстве для борьбы с эрозией, стабилизации грунта на ровной поверхности и крутых склонах, защиты канала и структурного усиления для нагрузки опоры и удержания грунта. Типичными ячеистыми системами локализации являются геосинтетические материалы, изготовленные из полосок из полиэтилена высокой плотности , сваренных ультразвуковой сваркой , или нового полимерного сплава (NPA) - и расширен на месте, чтобы сформировать сотовую структуру - и заполнен песком, почвой, камнем, гравием или бетоном.
Исследования и разработка систем клеточного сдерживания (CCS) начались с инженерного корпуса армии США в 1975 году с целью разработки метода строительства тактических дорог через часто земля. Инженеры обнаружили, что системы удержания песка работают лучше, чем обычные секции из щебня, и они могут обеспечить целесообразную технику строительства подъездных дорог по мягкому грунту без неблагоприятного воздействия влажных погодных условий. Инженерный корпус армии США в Виксбурге, штат Миссисипи (1981), экспериментировал с рядом ограничивающих систем, от пластиковых трубных матов до алюминиевых листов с прорезями и сборных полимерных систем, называемых песчаными решетками, а затем с ячеистыми системами локализации. Сегодня ячеистые системы локализации обычно изготавливаются из полос шириной 50–200 мм, сваренных ультразвуковой сваркой с интервалами по их ширине. CCS складывается и доставляется на строительную площадку в свернутом виде (см. Рисунок выше).
Усилия компании Presto Products по коммерциализации системы клеточного содержания в гражданских целях привели к созданию Geoweb®. Эта ячеистая система ограничения была сделана из полиэтилена высокой плотности (HDPE), относительно прочного, легкого и подходящего для геосинтетического экструзионного производства. Ячеистая система локализации использовалась для поддержки нагрузки, контроля эрозии откосов, облицовки каналов и удержания грунта в Соединенных Штатах и Канаде в начале 1980-х годов.
Ранние исследования (Bathurst and Jarrett), 1988) обнаружили, что гравийные основания, армированные ячеистым ограничением, «примерно в два раза превышают толщину неармированных гравийных оснований» и что геоячейки работают лучше, чем схемы армирования с одним листом (геотекстиль и георешетка ) и были более эффективны в уменьшении бокового распространения заполнения под нагрузкой, чем обычные усиленные основания. Однако Ричардсон (2004) (который находился на объекте Инженерного корпуса США в CCS в Виксбурге) 25 лет спустя сетует на «почти полное отсутствие исследовательских работ по геоячейкам на всех геосинтетических национальных и международных конференциях. "
Всесторонний обзор доступной исследовательской литературы, проведенный Yuu и др. (2008), пришел к выводу, что использование технологии CCS при армировании основания дорог с твердым покрытием и железных дорог, в частности, было ограниченным из-за отсутствия дизайна методы, отсутствие передовых исследований в предыдущие два десятилетия и ограниченное понимание механизмов усиления. К счастью, в 2010-х годах исследования и разработки в области геоячеек значительно расширились. Во многих ведущих научно-исследовательских институтах по всему миру были проведены обширные исследования по армированию CCS для дорожных покрытий, чтобы понять механизмы и факторы, влияющие на усиление ограничителя, оценить его эффективность в улучшении характеристик проезжей части и разработать методы проектирования для дорожных приложений (Han, et al. al. 2011).
Хан (2013) подводит итоги комплексного исследования, проведенного в Университете Канзаса, включая испытания статической и циклической нагрузки на пластину, полномасштабные испытания движущихся колес и численное моделирование на базовых курсах, усиленных геоячейками с различные заполняющие материалы и обсуждаются основные результаты этих исследований в отношении постоянных, упругих деформаций и деформаций ползучести, жесткости, несущей способности и распределения напряжений, а также разработки методов проектирования оснований, армированных геоячейками. Эти исследования показали, что ряды основания, усиленные геоячейками из нового полимерного сплава , уменьшили вертикальные напряжения на границе раздела земляного полотна и слоя основания, уменьшили остаточные деформации и деформации ползучести, увеличили упругую деформацию, жесткость и несущую способность рядов основания. Дополнительные обзоры литературы можно найти в Kief et al (2013). и Марто (2013)
Прочность и жесткость слоев дорожного покрытия определяют характеристики дорожных покрытий, в то время как использование заполнителя влияет на стоимость продолжительности укладки; поэтому необходимы альтернативы для улучшения качества дорожного покрытия с использованием новых материалов с меньшим использованием заполнителя (Rajagopal et al 2012). Геоячейки признаны подходящим геосинтетическим армированием зернистых грунтов для выдерживания статических и движущихся колесных нагрузок на дорогах, железных дорогах и аналогичных объектах. Но жесткость геоячеек была определена как ключевой фактор, влияющий на усиление геоячеек, и, следовательно, на жесткость всей конструкции дорожного покрытия.
Лабораторные испытания нагрузки плиты, полномасштабные испытания движущихся колес и полевые демонстрации показали, что Характеристики оснований, армированных геоячейками, зависят от модуля упругости геоячейки. Геоячейки с более высоким модулем упругости имели более высокую несущую способность и жесткость армированного основания. Геоячейки NPA показали более высокие результаты по предельной несущей способности, жесткости и армированию по сравнению с геоячейками из HDPE. Геоячейки NPA показали лучшее сопротивление ползучести и лучшее сохранение жесткости и сопротивления ползучести, особенно при повышенных температурах, что подтверждено испытаниями под нагрузкой на плиту, численным моделированием и полномасштабными испытаниями на перемещение.
CCS были успешно установлены в тысячах проектов по всему миру. Однако необходимо проводить различие между приложениями с низкой нагрузкой, такими как уклоны и каналы, и новыми приложениями для тяжелых условий эксплуатации, такими как базовый слой асфальтовых покрытий на автомагистралях с интенсивным движением транспорта. Хотя все полимерные материалы, используемые в CCS, ползучесть со временем и под нагрузкой, вопрос в следующем; какова скорость деградации, при каких условиях, как это повлияет на производительность и когда выйдет из строя?
Срок службы CCS при защите склонов, например, менее критичен, поскольку вегетативный рост и блокировка корней стабилизируют почву. Это фактически компенсирует любую длительную потерю изоляции в CCS. Аналогичным образом, конструкции опоры для дорог с малой интенсивностью движения, которые не подвергаются большим нагрузкам, обычно имеют короткий расчетный срок службы; поэтому небольшая потеря производительности допустима. Однако в критических областях применения, таких как усиление структурного слоя асфальтовых дорожных покрытий, долговременная стабильность размеров имеет решающее значение. Требуемый расчетный срок службы таких дорог при интенсивных транспортных нагрузках обычно составляет 20–25 лет, что требует подтвержденной долговременной долговечности.
Испытательных стандартов для геоячеек было мало, и меньше - для их использования при проектировании. Стандарты испытаний для CCS были разработаны более 40 лет назад, в то время как другие методы испытаний развились на основе двумерной планарной геосинтетики. Они не отражают сложное поведение трехмерной геометрии CCS и не проверяют долгосрочные параметры, такие как: динамическая упругая жесткость, остаточная пластическая деформация и сопротивление окислению. Однако процедуры ISO / ASTM были разработаны для тестирования полимеров в космической и автомобильной промышленности, а также для других геосинтетических продуктов. Эти новые стандарты CCS были предложены и обсуждаются ведущими экспертами в геосинтетике в техническом комитете ASTM D-35. Заявленная цель состоит в том, чтобы установить новые отраслевые стандарты, которые более точно отражают геометрию системы трехмерного сотового ограничения и характеристики материалов в полевых условиях, а не лабораторные испытания отдельных полос и первичных материалов, которые обычно используются сегодня.
Недавняя разработка стандартов для использования армирующих геосинтетических материалов на дорогах была недавно опубликована в Нидерландах. Этот стандарт охватывает приложения геоячейки (а также георешетки), механизмы поддержки и принципы проектирования. Также подчеркивается важность свойств материала геоячеек (жесткость и сопротивление ползучести) и их влияние на долгосрочные факторы армирования. Дополнительные рекомендации по использованию геоячеек в дорожных покрытиях в настоящее время разрабатываются организациями ISO и ASTM, но еще не опубликованы.
Система ограничения сотовой связи при заполнении уплотненный грунт создает новый составной объект с улучшенными механическими и геотехническими свойствами. Когда почва, содержащаяся в CCS подвергаются давлению, как и в случае применения опорной нагрузки, это вызывает боковые нагрузки на периметр клеточных стенок. Трехмерная замкнутая зона снижает боковое перемещение частиц почвы, в то время как вертикальная нагрузка на заполненный заполнитель приводит к высокому боковому напряжению и сопротивлению на границе раздела ячеек и почвы. Они увеличивают сопротивление сдвигу ограниченного грунта, что:
Ограничение соседних ячеек обеспечивает дополнительное сопротивление нагруженной ячейке за счет пассивного сопротивления, в то время как боковое расширение заполнения ограничивается высокой кольцевой прочностью. Уплотнение поддерживается ограничением, что приводит к долговременному армированию.
На месте секции геоячейки скрепляются и размещаются непосредственно на поверхности грунта или на фильтре геотекстиль, помещенном на поверхность земляного полотна и подпираемом аккордеонным способом с помощью внешнего сборка носилок. Секции расширяются до площади в несколько десятков метров и состоят из сотен отдельных ячеек, в зависимости от секции и размера ячеек. Затем они заполняются различными заполняющими материалами, такими как грунт, песок, заполнители или переработанные материалы, а затем уплотняются с помощью вибрационных уплотнителей. Поверхностные слои часто состоят из асфальта или несвязанного гравия.
Системы сотовой локализации (CCS) использовались для улучшения характеристик как асфальтированных, так и грунтовых дорог за счет укрепления почвы в основании земляного полотна. интерфейс или в рамках базового курса. Эффективное распределение нагрузки CCS создает прочный и жесткий матрас из ячеистого материала. Этот трехмерный матрас уменьшает вертикальную дифференциальную осадку в мягком грунтовом грунте, улучшает прочность на сдвиг и увеличивает несущую способность, уменьшая при этом количество заполнителя, необходимого для продления срока службы дорог. В качестве составной системы, клеточное заключение усиливает совокупный заполнитель, тем самым одновременно позволяя использовать слабо градуированный нижний материал (например, местные нативные почвы, бутовые отходы или переработанных материалы) для заполнения, а также уменьшение толщины слоя структурной поддержки. Типичные приложения для поддержки нагрузки включают армирование слоев основания и основания в гибких покрытиях, включая: асфальтовые покрытия; грунтовые подъездные, служебные и подъездные дороги; военные дороги, железнодорожное основание и балластное ограждение; рабочие площадки в интермодальных портах; взлетно-посадочные полосы и перроны аэропортов, водопроницаемые тротуары; опоры дороги трубопроводов; зеленые стоянки и зоны аварийного доступа.
Трехмерное боковое ограничение CCS вместе с методами анкеровки обеспечивает долгосрочную стабильность склонов с использованием верхнего слоя почвы, заполнителя или бетонного покрытия с растительностью (при воздействии сильное механическое и гидравлическое давление). Усиленный дренаж, силы трения и взаимодействие клеток, почвы и растений CCS предотвращает движение вниз по склону и ограничивает воздействие капель дождя, образование каналов и напряжения гидравлического сдвига. Перфорация в трехмерных ячейках позволяет проникать воде, питательным веществам и почвенным организмам. Это способствует росту растений и блокированию корней, что дополнительно стабилизирует склон и почвенную массу, а также способствует восстановлению ландшафта. Типичные области применения: строительные выемки и насыпи на откосах и стабилизация; автомобильные и железнодорожные насыпи; бермы для стабилизации трубопроводов и хранилищ; восстановление карьеров и рудников; русловые и береговые сооружения. Они могут быть построены как основная масса или как облицовка.
CCS обеспечивает крутые вертикальные механически стабилизированные земляные конструкции (гравитационные или армированные стены) для крутых поверхностей, стен и неровной топографии. Конструкция удержания грунта CCS упрощается, поскольку каждый слой структурно прочен, что обеспечивает доступ для оборудования и рабочих, устраняя при этом необходимость в бетонной опалубке и отверждении. Местный грунт может использоваться для заполнения, когда он подходит и зернистый, в то время как внешние поверхности позволяют сделать зеленые или коричневые фасции горизонтальных террас / рядов с использованием верхнего слоя почвы. Стены также могут использоваться для облицовки каналов, а в случаях сильного потока требуется, чтобы внешние ячейки содержали заполнение из бетона или цементного раствора. CCS использовались для усиления мягких или неровных грунтовых оснований для фундаментов большой площади, для подпорных стеновых ленточных оснований, для распределения нагрузки покрытий трубопроводов и других геотехнических применений.
CCS обеспечивает защиту мембранной облицовки, создавая устойчивый грунт, бермы и откосы, обеспечивая нескользящую защиту и надежное накопление жидкостей и отходов. Обработка заполнения зависит от содержащихся материалов: бетон для прудов и водоемов; щебень для дренажа полигона и фильтрат, засыпка с растительностью для восстановления ландшафта. Бетонные работы эффективны и контролируются, поскольку CCS функционирует как готовые формы; CCS с бетоном образует гибкую плиту, которая компенсирует незначительные перемещения земляного полотна и предотвращает растрескивание. При средних и низких скоростях потока CCS с геомембранами и гравийным покрытием может использоваться для создания непроницаемых каналов, тем самым устраняя необходимость в бетоне.
CCS - это экологичное решение, которое делает проекты гражданской инфраструктуры более устойчивыми. В приложениях поддержки нагрузки за счет уменьшения количества и типа заполнения, необходимого для укрепления почвы, сокращается использование тягового и землеройного оборудования. Это, в свою очередь, снижает расход топлива, загрязнение и углеродный след, и в то же время сводит к минимуму нарушения на месте из-за пыли, эрозии и стоков. При использовании на склонах перфорированный CCS обеспечивает отличную защиту почвы, отвод воды и ростовой слой для растений. Долгосрочный расчетный срок службы передовой технологии CCS означает, что затраты на техническое обслуживание и связанные с ними экологические затраты значительно снижаются, как и долгосрочные экономические затраты.
-
