2012-2013

OG

GO

5. VAJA

1/4

DIMENZIONIRANJE ARMATURNEGA GEOSINTETIKA ZA ZAGOTAVLJANJE STABILNOSTI POKROVA DEPONIJE

V nalogi bomo opravili izračun dimenzioniranja armaturnega geosintetika.

1. Račun stabilnosti brežine, izra čun potrebne natezne trdnosti armaturnega geosintetika in dimenzij sidrnega jarka

Pri računu je potrebno upoštevati vse projektne vplive (teža zemljine, koristna obtežba, sneg, strujna sila,…) in jih primerjati s projektnim odporom. Če so projektni vplivi večji od projektnega odpora, je potrebno v krovni sloj vgraditi armaturni geosintetik. Potrebna natezna trdnost armaturnega geosintetika pa je kar razlika med projektnimi vplivi in projektnim odporom pomnožena z varnostnimi faktorji. Izračun izvedemo po projektnem pristopu 3 (PP3).

1.1. Račun stabilnosti

Teža zemljine

' 1mγ= ⋅ ⋅∑k kG A

Spremenljiva obtežba

cosβ= ⋅ ⋅k kQ q L

Strujna sila

sinγ γ β= ⋅ ⋅ ≈ ⋅ ⋅k w w w wS A i A

Normalna sila

( )cosγ γ β= ⋅ + ⋅d G k Q kN G Q

Projektni vplivi

( ) ,sinγ γ β γ= ⋅ + ⋅ + ⋅ +d G k Q k G k a dE G Q S E

Projektni odpor zemljine

,

,,

tanϕ

δγ γ

γ

+ + =

k kd p d

c

t dR h

aN E

R

Kjer so ak karakteristična adhezija in δk karakteristični strižni kot kontakta geosintetik zemljina ali sklopa geosintetikov (minimum), Ea,d projektni aktivni zemeljski pritiski, Ep,d

projektni pasivni zemeljski pritiski, Gk, Gd karakteristična, projektna teža zemljine, Qk, Qd karakteristična, projektna spremenljiva obtežba, Sk, Sd karakteristična, projektna strujna sila, Ai ploščina lika i, L dolžina brežine, β naklon pobočja, qk spremenljiva obtežba (sneg,…), γ' efektivna teža zemljine (γ ali γ - γw), γw teža vode, γG delni faktor za trajne vplive, γQ delni faktor za spremenljive vplive, γφ delni faktor za strižni kot, γc delni faktor za kohezijo, γR,h delni faktor za odpornost proti zdrsu.

Opomba: ak = 0,5-1,0 c'; tanδk = 0,5-1,0 tanφk', oziroma več kot 11°, če imamo kontakt geosintetik-geosintetik. Lahko pa trenje opišemo tudi z deležem trenja zemljine: tanδk = λφtanφk' in ak = λφck' predvsem geomreže)

2012-2013

OG

GO

5. VAJA

2/4

1.1.1 Preverjanje stabilnosti

,<d t dE R

1.1.2 Potreben projektni odpor armaturnega geosinte tika Rb,d

, ,≤ +d t d b dE R R

oziroma

, ,= −b d d t dR E R

Slika 1: Sile, ki delujejo na brežini.

1.2. Karakteristi čna natezna trdnost armaturnega geosintetika

Karakteristično natezno trdost armaturnega geosintetika dobimo tako, da projektni odpor geosintetika pomnožimo z varnostnimi faktorji za odpor konstrukcije γR,h, vplive okolja A1-A4 (povzeto po EBGEO) in na natezno trdnost geosintetika γM (odvisno od projektnega pristopa (ocenimo 1,4-1,5):

,,

, 1 2 3 4γ γ=

⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅b k

b dR h M

RR

A A A A

Kjer so:

• A1…vpliv lezenja geosintetika (dolgotrajnosti obtežbe) (tabela 1) • A2…vpliv poškodb med transportom, rokovanjem in vgradnjo geosintetika [1,5 – fino

zrnata tla, 2,0 – grobozrnata tla] • A3…vpliv obdelave površine geosintetika in izdelave geosintetika [običajno 1,0] • A4…vpliv staranja geosintetika (biološki, kemični in UV razkroj geosintetika)

(tabela 1) [] vrednosti, če ni drugače dokazano (EBGEO)

2012-2013

OG

GO

5. VAJA

3/4

Tabela 1: Redukcijski faktorji

geotekstil A1 A4 (za 4<pH<9, t=25-100 let) AR – aramid 1,5-2,0 [3,5] 3,3 PA – poliamid 1,5-2,0 [3,5] 3,3 PET – poliester 1,5-2,5 [3,5] 2,0 PE – polietilen 2,0-3,5 [6,0] 3,3 PP – polipropil 2,5-4,0 [6,0] 3,3 PVA – polivinil-alkohol 1,5-2,5 [3,5] 2,0

+kemična degradacija [1,0-1,5] (Koerner, 1999) +biološka degradacija [1,0-1,5] (Koerner, 1999) +UV degradacija [maksimalni dovoljen čas izpostavljenosti je 1 dan]

1.3. Račun sidrnega jarka

S sidrnim jarkom prenesemo silo iz armaturnega geosintetika v zemljino na bermi. Sila v armaturnem geosintetiku se izračuna po točki 1.1. Imamo 2 obtežna primera (slika 2). V prvem primeru imamo porušitev po zemljini in deloma po spodnjem kontaktu geosintetika. Zdrsne celoten blok zemljine označen z rdečo. V drugem primeru pa imamo porušitev po geosintetiku. Zdrs bloka zemljine, označenega z rdečo, na preostalem delu (modro) pa se geosintetik izvleče iz zemljine. V tem slučaju upoštevamo, da imamo pri izvleku 2 trenjski površini (zgoraj in spodaj).

Slika 2: Detajl sidrnega jarka in obtežna primera.

2012-2013

OG

GO

5. VAJA

4/4

1.3.1 Preverjanje ustrezne nosilnosti sidrnega jark a

Teža zemljine

' 1mγ= ⋅ ⋅∑k kG A

Spremenljiva obtežba in lastna teža delujeta ugodno, zato imamo drugačne faktorje varnosti kot v prejšnjem primeru, strujne sile pa običajno ni. Normalna komponenta teže zemljine je kar enaka teži zemljine, saj je jarek horizontalen.

γ= ⋅d G kN G

Projektni vplivi so seštevek sile v armaturnem geosintetiku in aktivnega zemeljskega pritiska.

, ,= +d b d a dE R E

Projektni odpor zemljine

,,

tanϕ

δγ γ

γ

+ =

k kd

c

t dR h

aN

R

Pri zdrsu upoštevamo zdrs po najšibkejšem kontaktu v sklopu geosintetikov. Pri izvleku pa upoštevamo trenje po zgornji in spodnji ploskvi.

Preverjanje ustreznosti sidrnega jarka

( ), , , ., , .,≤ + +∑ ∑d t zdrs d t izvlek sp d t izvlek zg dE R R R

2. Naloga

BREŽINA SIDRNI JAREK Dolžina L 30,0 m Dimenzije l1 1,00 (l1=d3/tan β) Naklon brežine β 26,6 ° l2 1,50 m Debelina vegetacijske in zaščitne plasti d1 1,00 m l3 1,00 m Debelina drenažne plasti d2 0,30 m l4 1,00 m Višina vode hw 0,15 m l5 1,00 m d1 1,00 m d2 0,30 m d3 1,00 m Zemljina γ φ' (°) c' (kPa) zaščitna plast 19,0 27,0 2,5 drenažni plast 20,0 32,5 0,0 izravnalna plast/temeljna tla 19,0 28,0 0,0 polnilo jarka 19,0 30,0 0,0

Sklop geosintetikov -armaturna mreža (PET) -netkana geotekstilija (zaščita) -geomembrana s strukturo na obeh straneh

δ a

27,0 0,0

° kPa

λ 0,9 redukcija vnosa sile v geomrežo Spremenljiva obtežba sneg 3,0 kPa