Sztywność osiowa geosyntetyków
Geosyntetyki stanowią rozciągane zbrojenie gruntu (geotekstylia, geosiatki) definiowane poprzez ich geometrię (punkt początkowy i końcowy) oraz przez sztywność normalną (osiową) Jz [kN/m].
W przypadku geowłóknin sztywność podłużna nie jest zwykle uwzględniana ponieważ elementy te wykorzystywane są zazwyczaj jako warstwy oddzielające. Geotkaniny w zakresie małych odkształceń mają bardzo małą sztywność początkową - w zakresie małych odkształceń (do 5%) pojawia się więc znaczący wzrost odkształceń przy stałym obciążeniu.
Przy projektowaniu geotekstyliów właściwość powyższa musi być uwzględniona. Wyróżnia się zatem zarówno długoterminową wytrzymałość na rozciąganie zależną od częściowych współczynników redukcji (odzwierciedlających zniszczenie elementów przy montażu, pełzanie geosyntetyków, efekty biologiczne i chemiczne) jak i początkową sztywność normalną w zakresie małych odkształceń (od 0,5% do 2%).
W celu wyznaczenia minimalnej sztywności osiowej geozbrojenia można zastosować poniższe wyrażenie, gdzie dla naprężeń odpowiadających wybranym odkształceniom dopuszcza się maksymalnie 10% odchylenia od cześci liniowej testu rozciągania.
gdzie: | Tz | - | wytrzymałość na rozciąganie przy odkształceniu x% [kN/m] |
ε | - | odkształcenie x% (wydłużenie względne) według EN ISO 10 319 [%] | |
Tmax | - | maksymalna wytrzymałość na rozciąganie według EN ISO 10 319 [kN/m] | |
εmax | - | maksymalne odkształcenie (wydłużenie względne) według EN ISO 10 319 [%] |
Dostawcy i producenci geotekstyliów podają zwykle wartość wytrzymałości na rozciąganie przy odkształceniu 2%. Wyrażenie wówczas przybiera postać:
Minimalna (początkowa) sztywność osiowa geotekstyliów z badań krótkoterminowych (sposób obciążenia według EN ISO 10 319) dla naprężeń x%jest określona jako:
gdzie: | ε | - | odkształcenie x% - (wydłużenie względne) według EN ISO 10 319 [-] |
Maksymalna (teoretycznie osiągalna) sztywność osiowa geotekstyliów dla krótko-terminowej sztywności osiowej wyznaczana jest w sposób następujący:
gdzie: | εmax | - | maksymalne odkształcenie (wydłużenie względne) według EN ISO 10 319 [-] |
Zakresy zalecanych wartości sztywności osiowej (normalnej) geosyntetyków Jz [kN/m] podano w tabeli poniżej:
Opis zmiennej | Początkowa sztywność osiowa geosyntetyków dla ε = 2% | Teoretyczna (maksymalna) sztywność osiowa geosyntetyków |
Notacja (jednostka) | Jε=x [kN/m] | Jεmax [kN/m] |
Kategoria geozbrojenia | --- | --- |
Geowłókniny | - | - |
Geotkaniny | 250 ÷ 500 | 1000 |
Jednoosiowe geosiatki | 500 ÷ 1000 | 1500 |
Dwuosiowe geosiatki | 100 ÷ 500 dla ε = 0.5% | 2500 |
Trójosiowe geosiatki | 250 ÷ 500 dla ε = 0.5% | 5000 |
Geomaty | 100 ÷ 500 | 1000 |
Geokompozyty drenażowe | - | - |
Kompozyty | 100 ÷ 500 | 1500 |
Geomeshes | - | - |
Geocells | - | - |
Literatura:
GEOMAT ltd. (www.geomat.cz): Types of geotextiles and their function in civil engineering structures. Author: Martin Kašpar (kaspar@geomat.cz). In Czech.
HOLÝ, O., MIČA, L.: Determination of axial stiffness of geosynthetics for numerical modeling - part 1. TU Brno (paper in conference proceedings „Civil engineering structures in view of geomechanics“). In Czech.
EN ISO 10 319 (80 6125): Geotextiles - Tensile test on a wide strip. Czech standard institute, 2009. In Czech.