ЗЕМЛЯНОЕ ПОЛОТНО
равны размеру ячеек (рис. 3). Это
условие подтверждено в нескольких
научно-исследовательских работах,
выполненных во время измерения
прочности армированного основа-
ния на сдвиг и растяжение.
Второе условие
,
влияющее
на
взаимодействие
георешетки
и
на-
сыпного
материала, — обеспече-
ние определенных геометрических
свойств компонентов армированно-
го несущего слоя. Силы передают-
ся от насыпного материала к георе-
шетке через поверхности контакта
фракций среднего и крупного раз-
мера
с
георешеткой.
Силы,
дей-
ствующие
на
поверхности
сопри-
косновения, в том числе и сила тре-
ния между георешеткой и щебнем,
достигнув определенного значения,
удерживают зерна щебня в ячейках
георешетки
и
перераспределяют
дополнительные вертикальные на-
пряжения слоя в направлении пло-
скости георешетки.
Основными
параметрами,
влияющими на силу, которая дей-
ствует в зоне контактирующих по-
верхностей, и силу трения
между
гранулами
и
георешеткой,
явля-
ются форма и размер зерен, а так-
же форма и размер ребер и узлов
георешетки. Размер фракций щеб-
ня согласно первому условию опре-
деленным образом зависит от раз-
мера
ячеек
георешетки.
Чем
вы-
ше доля средних и крупных зерен
в слое, тем сильнее зацепление на-
сыпного материала в ячейках георе-
шетки. Максимально эффективное
связывание зерен в ячейках георе-
шетки и распределение между ни-
ми сил достигается при достаточно
шершавых зернах, имеющих острые
края и относящихся к определенно-
му классу сферичности.
Угол внутреннего трения между
гранулами и георешеткой меньше,
чем между гранулами в неармиро-
ванном щебеночном слое. Это об-
условлено тем, что форма ребер и
узлов
георешетки
неоптимальна.
Теоретически
ребра
решетки
мо-
гут иметь оптимальные
форму
и
ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ МИРА — 2011, № 9
Рис. 3. Зажатие гранул в георешетке
размеры в поперечном сечении, со-
ответствующие форме и размерам
гранул, которые по кривой грануло-
метрического состава соответству-
ют фракции </50. Однако выполнить
это условие в процессе производ-
ства и при практическом использо-
вании георешеток невозможно.
Очень важно, чтобы ребра и уз-
лы георешетки были шероховаты-
ми, с острыми краями и достаточ-
но высокими. Высота ребер должна
быть равна как минимум
1/3 раз-
мера зерна
с1-п,
оптимально — раз-
меру
*/,0.
Достаточная
высота
ре-
бер и узлов также гарантирует вы-
сокую
прочность
георешетки
на
изгиб. Ширина ребер влияет на со-
отношение
суммарной
площади
ячеек и общей площади всей георе-
шетки. В принципе, чем больше это
соотношение, тем больше доля зе-
рен, зажимаемых в ячейках георе-
шетки, и меньше число тех, которые
Зерна щебня
Свод,
распределяющий
нагрузку
Ребро
Ось ребра георешетки
Опирание зерен на ребра и узлы
Направление сил, предотвращающих
движение зерен в вертикальном
и горизонтальном направлениях
Растягивание ячейки в процессе
уплотнения и сжатие после его
завершения
Рис. 4. Схема, поясняющая процесс уплот-
нения при взаимодействии насыпного
материала и георешетки
расположены
свободно.
Теорети-
чески
эффективность
ребра
гео-
решетки будет более высокой, ес-
ли его сечение расширяется сверху
вниз, благодаря чему обеспечива-
ется лучшее вдавливание и зажатие
зерен щебня в ячейках.
Еще одним условием, влияющим
на взаимодействие георешетки с на-
сыпным материалом, является сте-
пень уплотнения щебня в армируе-
мом слое.
В процессе уплотнения
щебня, распределенного на уложен-
ной георешетке, отдельные зерна
проникают в ячейки, в результате
чего возрастает сила, действующая
на стенки ячеек, и увеличивается
площадь соприкосновения насып-
ного материала и георешетки. Ячей-
ки георешетки под действием сил,
воздействующих на их стенки, рас-
тягиваются. После того как уплот-
нитель балласта завершит работу,
ячейки георешетки снова стягива-
ются. В результате в ребрах возни-
кает определенное
предваритель-
ное напряжение, и насыпной мате-
риал связывается таким образом с
георешеткой. Над ячейками георе-
шетки появляются распределяющие
нагрузку своды, которые опираются
на ребра и узлы георешетки (рис. 4).
В дальнейшем георешетка пред-
отвращает движение зерен в верти-
кальном и, прежде всего, в горизон-
тальном направлениях. Это явление
называется
динамическим
зацеп-
лением; оно возникает в процессе
уплотнения щебня в пространстве
выше георешетки. В слоях выше и
ниже георешетки после уплотнения
образуется новая структура с луч-
шими механическими свойствами.
Насыпной
материал,
армиро-
ванный георешеткой, обладает бо-
лее высоким сцеплением, чем обыч-
ный
неармированный.
Степень
уплотнения
армированного
слоя
должна составлять не менее 95%
максимальной.
Решающая
роль
уплотнения
в обеспечении устой-
чивости
пути
к деформациям
бы-
ла
подтверждена многочисленны-
ми
измерениями,
выполненными
предыдущая страница 74 Железные дороги мира 2011 09 читать онлайн следующая страница 76 Железные дороги мира 2011 09 читать онлайн Домой Выключить/включить текст