ЯЧЕИСТАЯ СТРУКТУРА Российский патент 2007 года по МПК E02D17/20 E01C3/04 

Настоящее изобретение относится в общем к сеткам для армирования грунта, хотя имеет место некоторая применимость к ячеистым структурам вообще. Сетка для армирования грунта представляет собой сетку, основная задача которой состоит в укреплении или армировании грунта, и имеет открытые ячейки, в которых частицы грунта могут блокироваться. В случае изготовления путем ориентирования пластикового исходного материала исходный материал обычно имеет толщину, превышающую приблизительно 1, 1,5 или 2 мм. Сетка для армирования грунта по существу образована из полосок (также называемых ребрами), которые соединены друг с другом у полос, проходящих через сетку для армирования грунта в поперечном направлении, или соединены друг с другом в местах соединений (также называемых узлами или пересечениями) независимо от того, являются ли полоски непрерывными по всей протяженности сетки для армирования грунта, какими бы они были в случае, например, тканой сетки для армирования грунта, или нет. Толщина сетки для армирования грунта, измеренная в месте соединения, будет превышать приблизительно 0,5 мм или 0,75 мм и может существенно превышать приблизительно 1,00 мм, или 1,5 мм, или 2,0 мм. Размер ячейки (также называемый размером ячейки сита или размером отверстия) должен, если возможно, создавать возможность взаимодействия частиц грунта или заполнителя друг с другом и обеспечить оптимальное крепление или блокировку.

Настоящее изобретение относится к сеткам для армирования грунта, которые образованы путем одноосного или двухосного ориентирования пластикового листового исходного материала, который был выполнен с отверстиями. Отверстия образуют ячейки в изделии. В одноосной сетке данного типа, предназначенной для армирования грунта, поперечные полосы соединены друг с другом полосками. Двухосные сетки данного типа, предназначенные для армирования грунта, содержат ориентированные полоски и места соединения, в которых полоски сходятся, при этом по существу каждая полоска имеет каждый конец, соединенный с таким местом соединения, в результате чего множества параллельных элементов, работающих на растяжение, проходят через сетку для армирования грунта, при этом каждый элемент, работающий на растяжение, образован из последовательности по существу выровненных полосок и соответствующих указанных мест соединения, соединяющих полоски друг с другом.

Настоящее изобретение также относится к способам изготовления сеток для армирования грунта. В способах, в которых используется исходный материал в виде листа пластика, который был выполнен с отверстиями, растягивающее усилие прикладывают для растягивания образующих полоски зон между соседними отверстиями и образования ориентированных полосок из таких зон, в результате чего создается одноосная сетка для армирования грунта. Растягивающее усилие может быть приложено в направлении, перпендикулярном к первому растягивающему усилию, для растягивания других образующих полоски зон между другими соседними отверстиями и образования ориентированных полосок из указанных последними зон, в результате чего зоны между группами отверстий образуют места соединения, соединяющие ориентированные полоски друг с другом, и образуется двухосная сетка для армирования грунта.

В патенте США 3386876 раскрыта ячеистая структура, имеющая треугольные ячейки и образованная путем растягивания и ориентирования пластикового исходного материала, который был выполнен с сеткой отверстий. Ячеистая структура является тяжелой, имеет малую полезную ширину на единицу массы и является сравнительно непрочной. Желательно увеличить полезную ширину ячеистых структур и повысить их прочность.

Задача настоящего изобретения состоит в преодолении или частичном устранении, по меньшей мере, одного из недостатков известного уровня техники или в создании пригодной альтернативы.

Любое обсуждение известного уровня техники в описании не является признанием того, что такой известный уровень техники широко известен или образует часть распространенных общих знаний в данной области.

В соответствии с изобретением разработаны ячеистые структуры или сетки для армирования грунта по пунктам 1 или 6 формулы изобретения и способы по пунктам 15, 17, 27, 33, 34 или 35 формулы изобретения.

Изобретение распространяется на продукты способов и также распространяется на способ укрепления зернистого материала, включающий в себя заделывание сетки для армирования грунта по изобретению в зернистый материал, и дополнительно распространяется на зернистый материал, укрепленный таким образом, и на геотехническую конструкцию, содержащую массу зернистого материала, укрепленного путем заделывания в него сетки для армирования грунта по изобретению.

В сетке для армирования грунта по пунктам 1 и 6 формулы изобретения и сетках для армирования грунта, изготовленных способом по пунктам 15, 17 и 33 формулы изобретения, предусмотрены пары расположенных под углом (наклонных) полосок между поперечными полосами или дополнительными ориентированными полосками, и указанные сетки уменьшают любое стремление к перемещению полосок и грунта друг относительно друга, создавая более жесткое и более эффективное армирующее закрепление. Действительно, было установлено, что путем тщательного выбора количества и геометрии отверстий в исходном материале можно получить наклонные полоски как неотъемлемый признак конструкции сетки для армирования грунта. Возможными преимуществами таких сеток для армирования грунта могут быть повышенная жесткость или устойчивость при кручении в плоскости (что важно для блокировки), увеличенный модуль упругости при изгибе, улучшенные эксплуатационные характеристики в многих направлениях, способность блокировки разнообразных грунтов или заполнителей, большее сопротивление сдвигающим силам и повышенная способность нести и/или распределять большие нагрузки в целом и радиальные нагрузки в частности. Если кусок сетки для армирования грунта будет подвергнут испытаниям при полностью защемленной периферии, при заданной нагрузке, перпендикулярной к плоскости сетки для армирования грунта, провисание будет меньше, чем у сравнимых обычных двухосных сеток для армирования грунта (за счет увеличенного модуля упругости при изгибе), и провисание будет меньше локализовано вокруг точки приложения нагрузки, то есть будет более равномерно распределено по образцу. Это указывает на то, что нагрузку, действующую на обычную сетку для армирования грунта, несет сравнительно небольшое число полосок в зоне непосредственного нагружения (в месте соединения четырех полосок), в то время как сетка для армирования грунта по изобретению имеет больше "путей" для переноса нагрузки от зоны нагружения (в месте соединения, по меньшей мере, шести полосок). Испытание было проведено только при сравнительно небольшой нагрузке, но полагают, что имеет место хорошая корреляция между приложенной нагрузкой и соответствующим провисанием сетки для армирования грунта и что экстраполяция на большие нагрузки будет правомерной. По сравнению с обычной двухосной сеткой для армирования грунта сетка для армирования грунта по изобретению обладает комбинацией прочности на растяжение и жесткости, которая повышает степень обеспечения эксплуатационных характеристик по многим осям за счет обеспечения возможности рассредоточения приложенной нагрузки на 360°. Все эти свойства имеют важное значение при рассмотрении блокирования сетки для армирования грунта грунтом или заполнителем.

В сетке для армирования грунта по пункту 8 формулы изобретения треугольные ячейки сетки для армирования грунта создают прочную структуру, имеющую большую прочность при растяжении вдоль указанных элементов, работающих на растяжение. Одна группа элементов, работающих на растяжение, может простираться в машинном направлении или в поперечном направлении, причем установлено, что в перпендикулярном направлении сетка для армирования грунта обладает высокой прочностью, поскольку растяжение требует изгибания ориентированных полосок, проходящих перпендикулярно к направлению приложенной силы, и такому изгибанию препятствует грунт, в который зарыта сетка для армирования грунта. Треугольная ячейка образует структуру с квазиизотропными свойствами в плоскости сетки для армирования грунта, что позволяет сетке для армирования грунта распределять нагрузку более равномерно в геотехнических применениях; если прочность сетки для армирования грунта измерять на 360°, будет, по меньшей мере, шесть пиков, но провалы будут менее значительными, чем при прямоугольных структурах. Таким образом, сетка для армирования грунта обладает большей способностью выдерживать радиальные напряжения при меньшей деформации, что приводит к более жесткому и более эффективному закреплению в случаях применения при армировании грунта, а также приводит к более эффективному распределению нагрузки при использовании для обеспечения опоры, например для нагрузки, действующей со стороны колесной транспортной машины, или сосредоточенной нагрузки, такой какая действует со стороны тяжелого строительного оборудования. Ориентированные полимеры особенно хорошо подходят для геотехнических применений, поскольку типичные напряжения являются в значительной степени направленными вдоль элементов, работающих на растяжение, при этом высокая направленность ориентированных полимерных материалов обеспечивает возможность "направления" жесткости и прочности материала вдоль длины. При использовании изобретения приблизительно 50 мас.% материала находится в полосках, при этом остальная часть находится в местах соединения, что также характерно для сравнимых обычных двухосных сеток для армирования грунта. Тем не менее, толщина исходного материала может быть существенно уменьшена при получении сетки для армирования грунта с аналогичными способностями армировать грунт. Например, эквивалентная толщина исходного материала для сетки для армирования грунта по изобретению может составлять 4,7 мм, в то время как сравнимая обычная двухосная сетка для армирования грунта имеет толщину исходного материала, составляющую 6,8 мм. Одна причина заключается в том, что полоски в сетках для армирования грунта по изобретению могут быть более широкими (благодаря наличию более широких образующих полоски зон в исходном материале); таким образом, если требуется, геометрия исходного материала позволяет иметь более тонкие и более широкие полоски, что повышает прочность сетки для армирования грунта при кручении в плоскости. Элементы, работающие на растяжение, которые образованы, обеспечивают прочность сетки для армирования грунта и не являются просто тонкими, сильно ориентированными элементарными нитями, образованными за счет разрушения мембраны.

Способы по пунктам 27 и 33 формулы изобретения обеспечивают технологии относительно недорогого образования более сложной конфигурации отверстий, например, из исходного материала, который был подвергнут пробивке с использованием простого "квадратного" рисунка, и конечная конфигурация может быть, например, такой как в документах Великобритании 2034240 А, 2096531 А или 2108896 А или как в пункте 6 формулы изобретения.

Способ по пункту 34 формулы изобретения обеспечивает способ избежания выгибания полосок, проходящих в поперечном направлении, при изготовлении двухосно ориентированной сетки для армирования грунта, имеющей наклонные полоски.

Определения

Термин "ориентированный" означает молекулярно ориентированный. Обычно при упоминании ориентированной полоски предпочтительное направление ориентации полоски является продольным.

"Одноосный" и "двухосный" означает соответственно одноосно ориентированный и двухосно ориентированный.

Термин "ориентированный" означает молекулярно ориентированный. Обычно при упоминании ориентированной полоски предпочтительное направление ориентации полоски является продольным.

"Одноосный" и "двухосный" означает соответственно одноосно ориентированный и двухосно ориентированный.

Что касается ячеистой структуры, "двухосно ориентированная" означает, что ячеистая структура была растянута в двух направлениях, в общем перпендикулярных друг другу.

Отверстия в исходном материале могут представлять собой сквозные отверстия или глухие отверстия. Если отверстия глухие, пленка или мембрана в отверстии будет или разрушаться при растягивании, или может оставаться в виде тонкой мембраны. Отверстия могут быть образованы путем пробивки их из исходного материала, как раскрыто в патенте США 4374798, или могут быть образованы путем экструзии, как раскрыто в патенте США 5053264, или могут быть образованы путем соответствующего тиснения, или каким-либо другим подходящим способом.

"Строго расположенный в одной плоскости" означает, что материал или структура являются симметричными относительно медианной плоскости, параллельной его/ее поверхностям. В общем, расположенный в одной плоскости исходный материал будет создавать расположенную в одной плоскости структуру будучи растянутым.

"В основном расположенный в одной плоскости" означает, что материал или структура не отклоняется настолько сильно от строгого размещения в одной плоскости, чтобы это привело к тому, что ориентация не будет сравнимой на каждой поверхности двухосного изделия.

"Фактически прямолинейный" означает, что допускается некоторое отклонение от прямолинейности при условии, что не происходит чрезмерного увеличения длины (растягивания) элементов, работающих на растяжение, в продольном направлении элемента, работающего на растяжение, при их выравнивании. В целом предпочтительно, чтобы геометрическое удлинение не превышало бы приблизительно 5%, 4% или 3% или даже составляло бы не более приблизительно 1% или 0,5% перед снятием силы. Альтернативно, оси отдельных полосок в любом элементе, работающем на растяжение, должны быть по существу параллельными, но некоторое боковое смещение допустимо при условии, что оно не является слишком большим, например, не превышает приблизительно 25% или 20% расстояния между средними точками мест соединения ("относительного бокового смещения") в крайних случаях, но предпочтительно не превышает приблизительно 12%, 10%, 7% или даже 4%. Некоторое боковое смещение является неизбежным при промышленном изготовлении, поскольку вся структура не может быть очень точной. "Геометрическое удлинение" представляет собой удлинение вдоль элемента, работающего на растяжение, которое обусловлено точным выравниванием полосок элемента, работающего на растяжение, без учета любого удлинения самого материала; это можно рассматривать как воображаемый поворот мест соединения вокруг их средней точки и поворот полосок относительно мест соединения вокруг точек, в которых осевые линии полосок пересекаются с местами соединения.

"Исходный материал" представляет собой материал непосредственно перед инициированием первого растягивания.

Степени растяжения (относительные удлинения) представляют собой значения, измеренные при холодном состоянии после снятия растягивающего усилия или после отжига, если выполняется отжиг, и измеренные на поверхности структуры.

"MD" - это машинное направление или в экспериментальных работах ожидаемое машинное направление, обычно размер сетки для армирования грунта по длине.

"TD" - это поперечное направление или в экспериментальных работах ожидаемое поперечное направление, по существу перпендикулярное к машинному направлению.

"Шестиугольники" - это воображаемые формы, определяемые центрами отверстий.

"Линии истинности" представляют собой параллельные линии, нанесенные (обычно путем печати или вычерчивания) на исходный материал, обычно, но необязательно, в двух направлениях, параллельных соответственно машинному направлению и поперечному направлению. Линии истинности используются только для экспериментальных работ и обычно не используются в серийном производстве.

"Шаг" представляет собой расстояние от центра одного отверстия до центра следующего отверстия в указанном направлении.

При рассмотрении отверстий в исходном материале в сетке шестиугольников, вершины которых выровнены в направлении растягивания, "шаг вершин" шестиугольника представляет собой расстояние от центра одного отверстия до центра противолежащего отверстия в направлении растягивания (на фиг.7 и 8, упомянутых ниже, это расстояние составляет соответственно 18,5 мм и 20,38 мм), "шаг по диагонали" представляет собой соответствующее расстояние между соответствующими диагонально-противоположными парами остальных отверстий; "больший шаг" представляет собой расстояние в направлении растягивания между центрами двух соседних отверстий, которые выровнены в направлении растягивания (на фиг.7 и 8 это расстояние составляет соответственно 10,5 мм и 11,52 мм), и "меньший шаг" представляет собой расстояние в направлении растягивания между центром конечного отверстия шестиугольника и центрами следующих двух отверстий шестиугольника, рассматриваемых в направлении растягивания (на фиг.7 и 8 это расстояние составляет соответственно 4 мм и 4,43 мм).

Термин "зернистый материал" охватывает скальные породы, камни, гравий, песок, землю, глину, заполнитель, удерживаемый связующим, таким как асфальт или цемент, бетон, или любой другой зернистый или способный к сцеплению материал, используемый в инженерной геологии или строительстве. Термины "грунт" или "заполнитель" в используемом здесь смысле имеют то же значение, что и "зернистый материал".

"Сравнимая обычная двухосная сетка для армирования грунта" - это обычная двухосная сетка для армирования грунта, изготовленная путем растягивания пластикового листового исходного материала и растягивания его по двум осям, при этом исходный материал представляет собой тот же пластик и сетка для армирования грунта имеет ту же массу на единицу площади и тот же размер ячейки при измерении его путем пропускания сферы через ячейки. Тем не менее, опыт использования частиц грунта или заполнителя, которые встречаются на практике, предполагает, что для определенных зернистых материалов для обеспечения строгой сравнимости с квадратными или прямоугольными ячейками размер треугольных ячеек должен быть несколько меньше, чем размер, определяемый такой сферой.

Предпочтительные признаки

Зависимые пункты определяют предпочтительные и/или возможные признаки изобретения. В одноосных сетках для армирования грунта наклонные полоски простираются под существенным углом относительно машинного направления, который составляет более приблизительно 3°, 4° или 5° и предпочтительно составляет менее приблизительно 7,5°. Предпочтительно сетки для армирования грунта должны быть по существу симметричными относительно осей, проходящих в машинном направлении и поперечном направлении, и относительно других осей. Предпочтительно все ориентированные полоски имеют по существу одинаковую длину и предпочтительно имеют сравнимые степени растяжения в центральных точках полосок, хотя общие степени растяжения (от средней точки места соединения до средней точки места соединения) могут не быть в основном равными. В предпочтительной сетке для армирования грунта имеются три множества непрерывных элементов, работающих на растяжение и образующих треугольные ячейки. В способе по пункту 22 формулы изобретения в общем смысле, если каждый шестиугольник в исходном материале расположен так, что два противолежащих отверстия, определяющие очертания шестиугольника, по существу выровнены в машинном направлении, сетка для армирования грунта будет иметь полоски, проходящие в поперечном направлении, но не будет иметь никаких полосок, проходящих в машинном направлении, - будут существовать два множества полосок (то есть элементов, работающих на растяжение), проходящих, например, под углом примерно 30° относительно машинного направления, образующих треугольные ячейки с указанным местом соединения в каждом углу.

Способ по пункту 35 формулы изобретения обеспечивает способ получения в двухосно ориентированной сетке для армирования грунта ориентированных полосок, которые образуют правильные шестиугольные формы. При использовании способа по пункту 17 формулы изобретения было установлено при растягивании, что, если бы шестиугольники представляли собой правильные шестиугольники, существовала бы тенденция, заключающаяся в том, что наклонные ориентированные полоски, "входящие" в противоположные стороны места соединения, немного смещались бы, то есть не были бы идеально выровнены. Это приводило к небольшому уменьшению прочности. Было установлено, что это смещение может быть уменьшено или устранено, если в исходном материале углы любого шестиугольника не равны, хотя все стороны шестиугольника могут быть по существу одинаковыми. В одной конструкции шестиугольники слегка укорочены в машинном направлении, так что шаг вершин в машинном направлении будет меньше шага по диагонали. Минимальное отношение шага вершин в машинном направлении к шагу по диагонали предпочтительно составляет приблизительно 0,75:1 или 0,8:1 и максимальное отношение предпочтительно составляет приблизительно 0,95:1 или приблизительно 0,9:1, при этом подходящее отношение составляет приблизительно 0,85:1. Если пойти другим путем и придать немного отличающиеся значения, минимальное отношение может составлять приблизительно 1:1,1 или 1:1,14 и максимальное отношение может составлять приблизительно 1:1,3 или 1:1,23, при этом предпочтительное значение составляет приблизительно 1:1,17. Другой способ определения различия между предпочтительным шестиугольником и правильным шестиугольником заключается в рассмотрении соотношения между большим шагом в машинном направлении и меньшим шагом в машинном направлении. Правильный шестиугольник дает отношение 2:1. В одной экспериментальной последовательности операций отношение большего шага в машинном направлении к меньшему шагу в машинном направлении изменяли и шаг в поперечном направлении изменяли для поддержания одинаковых значений ширины зон, образующих полоски. Было установлено, что отношение, находящееся в пределах диапазона от приблизительно 2,1:1 до приблизительно 3,2:1, обеспечивало получение довольно правильной сетки для армирования грунта с более или менее выровненными полосками, хотя получение такой сетки для армирования грунта было менее вероятно у крайних значений данного диапазона; значительное выравнивание было получено в одной сетке для армирования грунта при диапазоне отношений от приблизительно 2,5:1 до приблизительно 2,7:1. Предпочтительное отношение составляло приблизительно 2,6:1. У верхней границы диапазона (при приближении к 3,2:1) смещение наклонных ребер происходило вследствие расширения места соединения, то есть место соединения имело больший размер в поперечном направлении, чем в машинном направлении. Геометрическое удлинение составляло 0,4% в одном примере, в котором отношение составляло 3,3:1 (немного больше значений в предпочтительном диапазоне). У нижней границы диапазона (при приближении к 2,1:1) смещение наклонных ребер происходило вследствие сужения места соединения, то есть место соединения имело больший размер в машинном направлении, чем в поперечном направлении. Геометрическое удлинение составляло 0,3% в одном примере, в котором отношение составляло 2:1 (немного меньше значений в предпочтительном диапазоне).

При использовании способа по пункту 27 или 33 формулы изобретения предпочтительно, чтобы во время растягивания ослабленные зоны имели процент ослабления в их центральных точках, который, по меньшей мере, приблизительно в два, три или в четыре раза превышает соответствующий процент для неослабленных зон.

При изготовлении путем ориентирования пластикового листового исходного материала может быть использован любой пригодный пластик, такой как полипропилен или полиэтилен высокой плотности, несмотря на то, что различные пластики "ведут" себя по-разному при растягивании. Предпочтительно исходный материал лежит строго в одной плоскости что может быть достигнуто путем экструдирования исходного материала и пробивки. Тем не менее, удовлетворительные результаты могут быть получены при любом в основном лежащем в одной плоскости исходном материале.

Для двухосных сеток для армирования грунта обычной практикой является выполнение растягиваний последовательно и выполнение первого растягивания в машинном направлении, поскольку установлено, что это позволяет получить более однородное и контролируемое изделие - при изготовлении растягивание в машинном направлении можно выполнить путем использования растягивающих валиков, а второе растягивание в поперечном направлении - путем использования растяжки. Тем не менее, можно выполнить первое растягивание в поперечном направлении, но изделие будет менее однородным, поскольку некоторые полоски, проходящие в машинном направлении, начинают растягиваться и первое растягивание оказывает влияние на все зоны, образующие полоски. Если бы можно было спроектировать соответствующую растяжку, можно было бы выполнять оба растягивания одновременно.

В двухосной сетке для армирования грунта, изготовленной путем двухосного ориентирования пластикового листового исходного материала, который выполнен с отверстиями, предпочтительно, чтобы по существу в каждом месте соединения зона разветвления между соседними полосками была ориентирована в направлении, проходящем вокруг зоны разветвления, в результате чего будет иметь место непрерывная ориентация от края одной полоски вокруг зоны разветвления и до края соседней полоски. Предпочтительно, чтобы центр по существу каждого места соединения был ориентирован, но ориентирован в существенно меньшей степени, чем центральные точки полосок, и предпочтительно ориентирован двухосно. Толщина центра по существу каждого места соединения предпочтительно уменьшается менее, чем приблизительно на 20%.

На практике невозможно точно регулировать однородность конечной структуры. Тем не менее, для двухосных сеток для армирования грунта желательно не только по эстетическим соображениям, но также для обеспечения повышенной прочности по многим направлениям получить структуру, в которой треугольники ячеек будут по существу равносторонними, то есть углы между элементами из трех групп, работающими на растяжение, будут составлять по существу 60°. Тем не менее, для определенных применений, например при обеспечении однонаправленного напряжения, могут быть выбраны углы, отличные от 60°. Такие неоднородные структуры могут быть образованы посредством модифицированного рисунка пробивки или за счет уменьшенного растягивания в поперечном направлении, или даже за счет использования большего растягивания в поперечном направлении для придания большей полезной ширины листовому материалу в поперечном направлении.

Отверстия могут иметь любую подходящую форму, такую как круглая, квадратная, прямоугольная или шестиугольная, пригодные формы, в частности, показаны на фиг.31 документа Великобритании 2256164 А. Там, где имеются ослабленные зоны, как в пунктах 27 или 33 формулы изобретения, отверстия или зоны могут быть аналогичным образом выполнены с любой пригодной формой, включая удлиненную форму канавок в документе Великобритании 2128132 А. Отношение расстояния между центрами соседних отверстий к ширине отверстий, измеренной вдоль линии, соединяющей центры, предпочтительно составляет не менее приблизительно 1,15:1 или 1,4:1, или 1,5:1 и не превышает приблизительно 3:1, хотя это зависит от выбора пластика.

Структуры необязательно должны быть однородными везде и могут быть использованы специальные конструкции, показанные, например, в документах Великобритании 2108896 А или 2034240 А, или, например, места соединения могут быть уплотнены, как показано на фиг.7b и 7d документа Великобритании 2295353 А. Тем не менее, структура обычно простирается по существу от края до края и от конца до конца сетки для армирования грунта и будет существовать многообразие указанных элементов, работающих на растяжение, в каждом указанном множестве. В большинстве случаев в одноосных сетках для армирования грунта предпочтительно, чтобы поперечные полосы были соединены друг с другом только наклонными полосками, и в двухосных сетках для армирования грунта предпочтительно, чтобы по существу все места соединения (за исключением, например, тех, которые расположены у боковых сторон и концов сетки для армирования грунта) соединяли одно и то же число полосок, предпочтительно шесть. В двухосной сетке для армирования грунта предпочтительно, чтобы работающие на растяжение элементы каждого множества пересекались по существу в каждом месте соединения.

Упомянутые шестиугольники предпочтительно не имеют никаких отверстий внутри шестиугольника, отличных от частей отверстий, определяющих очертания формы шестиугольника. Тем не менее, существует возможность выполнения небольших отверстий в центрах шестиугольников, так что небольшие отверстия будут иметься в центрах мест соединения двухосных сеток для армирования грунта. Тем не менее, если отверстия слишком большие, сетки для армирования грунта по изобретению не будут получены, так что подобные небольшие отверстия должны быть существенно меньше отверстий в шестиугольной "решетке".

Изобретение будет дополнительно описано в качестве примера со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых:

фиг.1 представляет собой вид в плане участка первого исходного материала;

фиг.2 представляет собой вид в плане одноосной сетки для армирования грунта, изготовленной из исходного материала по фиг.1;

фиг.3 соответствует фиг.2, но показывает пример значений толщины одноосной сетки для армирования грунта;

фиг.4 представляет собой вид в плане двухосной сетки для армирования грунта, изготовленной из исходного материала по фиг.1;

фиг.5 представляет собой тот же вид, что и на фиг.4, но показывает пример значений толщины двухосной сетки для армирования грунта;

фиг.6 представляет собой изометрическое изображение, иллюстрирующее использование удерживающих стержней;

фиг.7 показывает размеры исходного материала в первом примере;

фиг.8 показывает размеры исходного материала во втором примере;

фиг.9 представляет собой вид в плане участка дополнительного исходного материала;

фиг.10 представляет собой вид в плане одноосной сетки для армирования грунта, изготовленной из исходного материала по фиг.9;

фиг.11 представляет собой вид в плане двухосной сетки для армирования грунта, изготовленной из исходного материала по фиг.9;

фиг.12 представляет собой тот же вид, что и на фиг.11, но показывает пример значений толщины сетки для армирования грунта;

фиг.13 представляет собой график зависимости углового смещения (°) от крутящего момента (Нм) для испытания на жесткость при кручении в плоскости для двухосной сетки для армирования грунта по примеру 2 (круглые значки - "кружки") и для сравнимой обычной сетки для армирования грунта (квадратные значки - "квадратики");

фиг.14 представляет собой полярную диаграмму предела прочности при испытаниях под различными углами, при этом наружная окружность отображает прочность, составляющую 36 кН/м, толстая линия отображает двухосную сетку для армирования грунта по примеру 2 и тонкая линия отображает сравнимую обычную двухосную сетку для армирования грунта;

фиг.15 представляет собой полярную диаграмму, соответствующую полярной диаграмме по фиг.14, но показывающую момент сопротивления сечения (жесткость) при максимальной нагрузке, при этом наружная окружность отображает 6 кН/м;

фиг.16 соответствует фиг.14, но показывает прочность сетки при 2%-ном натяжении, при этом наружная окружность отображает нагрузку, составляющую 18 кН/м; и

фиг.17 представляет собой график зависимости деформации от силы для сетки для армирования грунта по примеру 2 (кружки) и для сравнимой обычной двухосной сетки для армирования грунта (квадратики), когда нагрузка приложена к центральному месту соединения образца, который зажат по всей его периферии.

Фигуры 1-6 - первый вариант осуществления.

В одном технологическом процессе исходный материал 1, показанный на фиг.1, представлял собой строго расположенный в одной плоскости лист экструдированного пластика, имеющего плоские параллельные поверхности. Отверстия 2 были пробиты с образованием сетки шестиугольников 3 по существу идентичной формы и размера так, что по существу каждое отверстие 2 находится в углу каждого из трех шестиугольников 3. В экспериментальных целях линии 4 истинности показаны напечатанными в центральной зоне участка представленного исходного материала 1.

Исходный материал 1 был нагрет и первое растягивающее усилие было приложено в воображаемом машинном направлении, то есть в направлении, по существу параллельном проходящим в машинном направлении сторонам шестиугольников 3, показанных на фиг.1, путем использования параллельных зажимов, которые взаимодействуют с краевыми зонами исходного материала 1 и затем их линейно отводят в сторону друг от друга. Несмотря на то, что были использованы простые зажимы, термины "машинное направление" и "поперечное направление" используются для удобства. Вследствие прочностной структуры исходного материала 1 первое растягивание приводило к растягиванию образующих полоски зон 5 между соседними отверстиями на проходящих в машинном направлении сторонах шестиугольников 3 с образованием ориентированных полосок 6 из таких зон 5 (см. фиг.2, которая показывает одноосный материал 7), при этом полоски 6 соединяют ориентированные в поперечном направлении полосы 6 друг с другом. Сравнение линий 4' истинности, показанных на фиг.2, с линиями 4 истинности, показанными на фиг.1, показывает, что центры мест соединения в одноосном материале 7 по фиг.2 были слегка растянуты или ориентированы в машинном направлении. Как показано линиями штриховки на фиг.2 (показанными только в верхней части фигуры), концы полосок 6 поднимаются наклонно вверх в места соединения, образуя входящие углы вокруг точки 15 и оставляя толстую зону 16 в месте разветвления между соседними полосками 6. Полоски 6 соединяют проходящие в поперечном направлении полосы 6' друг с другом, причем полоски 6 простираются под существенным углом относительно машинного направления (приблизительно 5,5°), и чередующиеся полоски 6 по ширине одноосной сетки 7 для армирования грунта наклонены относительно машинного направления под равными и противолежащими углами, в результате чего отсутствуют полоски, проходящие по существу в машинном направлении. Между местами 6", где полоски 6 пересекаются с полосой 6', полоса 6' является неориентированной, и в местах 6" полоса 6' слегка ориентирована в машинном направлении, так что ориентация полосок 6 "простирается" через полосу 6' до полосок 6, находящихся с другой стороны полосы 6'. Первое растягивание (в машинном направлении) определяет расстояние, которое в конце концов станет размером "от края до края плоских участков" шестиугольника, ограниченного ориентированными полосками в конечной сетке для армирования грунта, то есть расстоянием от центральной точки одной ориентированной полоски до центральной точки ориентированной полоски с противоположной стороны соответствующего шестиугольника, образованного ориентированными полосками в сетке для армирования грунта.

После этого одноосную сетку 7 для армирования грунта освобождали от зажимов, положение зажимов регулировали и сетку 7 для армирования грунта поворачивали на 90° и две другие краевые зоны зажимали зажимами. Затем растягивающее усилие в воображаемом поперечном направлении прикладывали к нагретому одноосному материалу 7 для растягивания образующих полоски зон 8 на остающихся сторонах шестиугольников 3 между соседними отверстиями 2, которые находятся на сторонах шестиугольников 3, параллельных машинному направлению. Зоны 8 образовывали ориентированные полоски 9 (см. фиг.4, на которой показаны двухосное изделие или сетка 10 для армирования грунта), при этом полоски 6 были повернуты в их конечное наклонное положение и были дополнительно растянуты. Как показано на фиг.4, центральные участки исходных шестиугольников 3 образовали места 11 соединения, каждое из которых соединяет шесть ориентированных полосок 6, 9 друг с другом в структуре, в которой по существу каждая полоска 6, 9 (каждая полоска 6, 9 за исключением полосок, находящихся у боковых сторон и концов сетки для армирования грунта) имеет каждый конец, соединенный с местом 11 соединения, и группы из трех полосок 6, 9 образуют треугольные ячейки с местом 11 соединения в каждом углу. При рассмотрении структуры в поперечном направлении видно, что чередующиеся наклонные полоски 6 наклонены относительно поперечного направления под равными и противолежащими углами. В сетке 10 для армирования грунта имеются три множества или группы по существу параллельных элементов, работающих на растяжение и проходящих через сетку 10 для армирования грунта, как показано штрихпунктирными линиями 12, 13, 14, соответственно в поперечном направлении, по углом -30° относительно машинного направления и под углом +30° относительно машинного направления. Каждый элемент 12, 13, 14, работающий на растяжение, образован из последовательности по существу выровненных полосок 6 или 9 и соответствующих мест 11 соединения, соединяющих полоски 6 или 9.

Как показано линиями штриховки на фиг.4 (показанными только в верхней части фигуры), каждая полоска 6 или 9 образует входящий угол 15 там, где она "входит" в место 11 соединения, и место 16 разветвления между соседними полосками 6 или 9 растянуто так, существует непрерывная ориентация от края одной полоски 6 или 9 вокруг места 16 разветвления и до края соседней полоски 6 или 9. Степень растяжения в середине полосок 6, 9 может составлять приблизительно 9:1, но для получения углов, близких к идеальным, составляющим 60°, между полосками 6, 9 для полосок 9, проходящих в поперечном направлении, обычно должна быть применена немного меньшая степень растяжения, чем для наклонных полосок 6. Уменьшение толщины центров полосок 6, 9 составляет приблизительно 75%, но при более толстых исходных листах большее растягивающее усилие может быть приложено для получения того же процента уменьшения толщины.

Сравнение линий 4" истинности двухосного изделия или сетки 10 для армирования грунта по фиг.4 с линиями 4' истинности одноосной сетки 7 для армирования грунта по фиг.2 показывает, что центры мест 11 соединения были очень немного растянуты или ориентированы в поперечном направлении и были очень немного утончены. Таким образом, центры мест соединения имеют незначительную двухосную ориентацию. В большинстве случаев предпочтительно имеет место некоторое уменьшение толщины центров мест 11 соединения, например, до, самое большее, приблизительно 20%-ного уменьшения толщины, но растягивание не должно ослаблять полностью все место 11 соединения. Чрезмерное растяжение в машинном направлении приводит к тому, что две проходящие в машинном направлении полоски 9 действуют, как одна, и вытягивают одну полоску из места 11 соединения, так что место 11 соединения ослабляется и образуется структура со смещенными полосками. Чрезмерное растяжение в поперечном направлении приводит к ослаблению места 11 соединения и к образованию неправильного шестиугольника в двухосной сетке для армирования грунта.

Было установлено, что чрезмерное растягивание наклонных полосок 6 во время растягивания в поперечном направлении может вызвать нежелательное деформирование двухосной сетки 10 для армирования грунта, когда зажимы будут сняты. При снятии зажимов наклонные полоски 6 подвергаются релаксации (сетка 10 для армирования грунта несколько укорачивается в машинном направлении) и взятое в проекции укорачивание наклонных полосок 6 в поперечном направлении будет больше укорачивания полосок 9 в поперечном направлении, так что полоски 9, проходящие в поперечном направлении, выгибаются ("выпучиваются"). Этого можно избежать путем обеспечения возможности релаксации сетки 10 для армирования грунта в машинном направлении перед удалением зажимов. Для растягивания в поперечном направлении жесткие удерживающие стержни 17 были прикреплены к каждой концевой в машинном направлении части одноосного материала 7, так что одноосный материал 7 растягивался в поперечном направлении, но удерживался в машинном направлении.

На фиг.6 показана концевая в машинном направлении часть одноосного материала 7. Вследствие установки зажимов для растягивания в машинном направлении последние два ряда отверстий 2 находятся в материале, который не растянут. Как показано, прорези 18 прорезают от самого конца материала 7 до второго ряда отверстий 2. Удерживающие стержни 17 имеют выполненные с возможностью скольжения кольца 19, которые могут быть зафиксированы на месте и которые несут выступающие штыри 20. Ближайший удерживающий стержень 17 показан до прикрепления для раскрытия конструкции кольца 19 и штыря 20. На другом конце удерживающие стержни 17 имеют аналогичные кольца 19 и штыри 20, взаимодействующие с концевой частью материала 7 таким же образом. Каждый чередующийся удерживающий стержень 17 может находиться над материалом 7, а остальные удерживающие стержни 17 - под материалом 7, как показано, или все удерживающие стержни 17 могут находиться над материалом, если имеется достаточно места. При приложении растягивающего усилия в поперечном направлении удерживающие стержни 17 смещаются в сторону друг от друга, но остаются по существу параллельными и предотвращают укорачивание материала 7 в машинном направлении, когда он становится двухосной сеткой 10 для армирования грунта.

Непосредственно после растягивания в поперечном направлении, пока сетка 10 для армирования грунта оставалась еще горячей, концевые в машинном направлении части двухосной сетки 10 для армирования грунта были обрезаны для освобождения их от удерживающих стержней 17 и центральная часть выгибалась внутрь, поскольку центральная часть укорачивалась в машинном направлении. После этого зажимы разжимали, пока сетка для армирования грунта была еще горячей. Не происходило выгибания полосок 9, проходящих в поперечном направлении.

Если существует большое расстояние между зажимами, степень равномерности растягивания полоски 9, проходящей в поперечном направлении, может быть повышена путем "образования канавок" в соответствующих образующих полоски зонах 8, как описано в документе Великобритании 2128132А, при этом канавки, простирающиеся в машинном направлении между двумя отверстиями, образуют стороны образующей полоски зоны 8.

Фигура 7 и пример 1

На фиг.7 представлен увеличенный вид части исходного материала 1 по фиг.1 и показаны шаги (расстояния между центрами) отверстий 2. Исходный лист 1 представлял собой имеющий номинальную толщину 4,7 мм полипропилен с добавкой 2% углеродной сажи, и перфоратор для получения отверстий 2 имел диаметр 5 мм. Видно, что шестиугольники 3 не имеют сторон одинаковой длины, но слегка укорочены в машинном направлении, и в каждом шестиугольнике 3 отношение расстояния (18,5 мм) между центрами двух противолежащих отверстий 2 на оси шестиугольника, проходящей в машинном направлении, к расстоянию (21,7 мм) между остальными остающимися парами противолежащих отверстий 2 составляет 0,85:1 (или 1:1,17). Отношение большего шага в машинном направлении к меньшему шагу в машинном направлении составляет 2,625:1. Отношение расстояния между центрами соседних отверстий к диаметру отверстий составляет соответственно 2,1:1 и 2,06:1.

Исходный материал 1 был подвергнут первому растягиванию (в воображаемом машинном направлении) до общей степени растяжения 3,86:1 и была обеспечена возможность его релаксации для получения степени растяжения 3,79:1. Это приводило к образованию одноосного изделия 7, которое в целом проиллюстрировано на фиг.2 и одна часть которого особо проиллюстрирована на фиг.3, при этом указана толщина в мм в разных точках. Затем одноосное изделие 7 по фиг.2 подвергали второму растягиванию (в воображаемом поперечном направлении) (при удерживании в машинном направлении путем использования удерживающих стержней 17, упомянутых выше) до общей степени растягивания 3,4:1 и была обеспечена возможность его релаксации для получения конечной степени растяжения в поперечном направлении, составляющей 3,34:1. Это приводило к получению двухосной сетки для армирования грунта, которая в целом проиллюстрирована на фиг.4 и одна часть которой особо проиллюстрирована на фиг.5, при этом указаны в мм толщина в разных точках и два других размера. Конечное расстояние от центра места соединения до центра места соединения на фиг.5 составляет приблизительно 63,5 мм, и конечные общие степени растяжения составляют 3,79:1 и 3,34:1 соответственно в машинном направлении и в поперечном направлении. Средние точки мест 11 соединения утончились приблизительно на 10% во время двух растягиваний. 85-90% всего растяжения наклонных полосок 6 было выполнено во время растягивания в машинном направлении, при этом остальная часть была выполнена во время растягивания в поперечном направлении. Геометрическое удлинение и относительное боковое смещение имели почти нулевые значения.

При каждом растягивании температура растягивания составляла 120° и скорость растягивания составляла до 300 мм/мин в лаборатории (при серийном производстве используются значительно более высокие скорости).

Фигура 8 и пример 2

Фиг.8 соответствует фиг.7, но размеры отличаются, как показано на фиг.8. Шестиугольники 3' имели стороны равной длины. Перфоратор для получения отверстий 2' также имел диаметр 5 мм. Отношение расстояния между центрами соседних отверстий 2 к ширине отверстий 2, измеренное вдоль линии, соединяющей центры, составляет 2,30:1. Остальные параметры были следующими:

толщина исходного листа - 4,7 мм;

отношение большего шага в машинном направлении к меньшему шагу в машинном направлении - 2,6:1;

расстояние в машинном направлении между осевыми линиями соседних полос 6' после первого растягивания - 60 мм;

расстояние в поперечном направлении от центра места соединения до центра места соединения после первого растягивания (после релаксации) - 21,3 мм;

расстояние в поперечном направлении от центра места соединения до центра места соединения после второго растягивания (после релаксации) - 69,3 мм;

промежуточная степень растяжения в машинном направлении (до релаксации) - 3,82:1;

промежуточная степень растяжения в поперечном направлении (до релаксации) - 3,31:1 (включая поправку на релаксацию);

конечная степень растяжения в машинном направлении (после релаксации) - 3,76:1;

конечная степень растяжения в поперечном направлении (после релаксации) - 3,26:1;

конечная масса двухосной сетки для армирования грунта 332 Г/м²;

размер отверстий в конечной двухосной сетке для армирования грунта - как раз достаточный для обеспечения возможности прохода сферы диаметром 37 мм через них.

Геометрическое удлинение и относительное боковое смещение - почти нулевые.

При операциях растягивания как в машинном направлении, так и в поперечном направлении было выполнено растягивание с небольшим запасом для обеспечения возможности некоторой релаксации в сетке для армирования грунта до того, как она приобретет надлежащие конечные размеры.

Образцы с приблизительными размерами 350 мм ×350 мм с пересечением в центре были зажаты по всей их периферии путем использования квадратного зажима. Четыре (в сравнимой обычной двухосной сетке для армирования грунта) или шесть (по изобретению) полосок, расходящихся лучами из центрального пересечения, были зажаты как можно ближе к месту 11 соединения. Центральный зажим был повернут относительно периферийного зажима для определения жесткости при кручении в плоскости. Результаты представлены на фиг.13. Модуль упругости при кручении может быть получен как 0,65 Нм/°. Данный результат приблизительно на 65% выше, чем результат для сравнимой обычной двухосной сетки для армирования грунта, испытываемой при тех же условиях.

На фиг.14-16 представлены полярные диаграммы, отображающие предел прочности, момент сопротивления сечения при максимальной нагрузке и прочность при 2%-ном натяжении сетки для армирования грунта по примеру 2. На полярных диаграммах ось, соответствующая 0°, представляет собой воображаемое машинное направление.

На фиг.14-16 характеристика для сравнимой обычной двухосной сетки для армирования грунта отличается четырьмя отчетливыми пиками при 0°, 90°, 180° и 270°, соответствующими воображаемым машинному направлению и поперечному направлению.

На фиг.14 показано, что в машинном направлении и в поперечном направлении предел прочности двухосной сетки для армирования грунта по примеру 2 меньше, чем предел прочности сравнимой обычной двухосной сетки для армирования грунта, но предел прочности двухосной сетки для армирования грунта по примеру 2 при промежуточных углах существенно больше предела прочности сравнимой обычной двухосной сетки для армирования грунта. Полагают, что больший предел прочности двухосной сетки для армирования грунта по примеру 2 в машинном направлении по сравнению с пределом прочности в поперечном направлении обусловлен более высокой степенью растяжения в машинном направлении по сравнению со степенью растяжения в поперечном направлении, так что наклонные полоски являются более прочными, чем полоски, проходящие в поперечном направлении (во всех направлениях при испытании "участвует", по меньшей мере, одна наклонная полоска и в машинном направлении "участвуют" две наклонные полоски). На фиг.15 имеются пики значений модуля сопротивления сечения двухосной сетки для армирования грунта по примеру 2 в направлениях, выровненных относительно полосок. Фиг.16 показывает меньшую прочность двухосной сетки для армирования грунта по примеру 2 во всех направлениях, выровненных относительно полосок. В направлениях, соответствующих 0° и 180°, прочность такая же, как у сравнимой обычной двухосной сетки для армирования грунта, и имеет немного меньшее значение только в направлениях, соответствующих 90° и 270°.

Помимо параметров свойств двухосной сетки для армирования грунта по примеру 2 по многим направлениям, проиллюстрированных на фиг.14-16, общий потенциал свойств можно сравнить путем рассмотрения площадей внутри соответствующих кривых. На фиг.14 площадь внутри кривой для двухосной сетки для армирования грунта по примеру 2 приблизительно на 70% больше, чем площадь внутри кривой для сравнимой обычной двухосной сетки для армирования грунта. Соответствующие значения для фиг.15 и 16 составляют приблизительно 400%.

На фиг.17 показана деформация (прогиб) двухосной сетки для армирования грунта по примеру 2 в сравнении с деформацией сравнимой обычной двухосной сетки для армирования грунта. Размер образца составлял 350 мм ×350 мм, и периферия образца была зажата так же, как указано выше. Тем не менее, нагрузка, перпендикулярная к плоскости образца, была приложена к центральному пересечению и был измерен прогиб. Двухосная сетка для армирования грунта по примеру 2 является более жесткой, чем обычная двухосная сетка для армирования грунта.

Фигуры 9-11 - второй вариант осуществления

В лабораторном испытании исходный материал 1, показанный на фиг.9, представлял собой строго расположенный в одной плоскости лист экструдированного пластика, имеющий плоские параллельные поверхности. Отверстия 22 были пробиты на прямоугольной решетке, оси которой простираются в воображаемом машинном направлении и в воображаемом поперечном направлении. Путем использования канавок (путем образования углублений без удаления материала, когда пластик находится при температуре ниже нижнего предела его температурного интервала плавления, в документе Великобритании 2128132 А имеется описание образования канавок) были образованы ослабленные зоны 23 между чередующимися парами соседних отверстий в каждом ряду, проходящем в машинном направлении, при этом ослабленные зоны 23 были образованы в шахматном порядке между соседними рядами, проходящими в машинном направлении, так что ослабленная зона 23 в одном ряду, проходящем в машинном направлении, была расположена рядом с неослабленной зоной 24 в соседних рядах, проходящих в машинном направлении, с обеих сторон. Канавки образовывали путем использования инструмента, имеющего наклонные поверхности и закругленный конец, подобный концу долота, и простирающегося от одного отверстия 22 до соседнего отверстия, при этом канавки образовывали, когда исходный материал 21 был холодным.

Первое растягивание выполняли в машинном направлении, что вызывало растягивание зон 25 между соседними отверстиями 22 в каждом ряду, проходящем в поперечном направлении, для образования ориентированных полосок 26 из таких зон 25, при этом полоски 26 соединяли проходящие в поперечном направлении полосы 27 (см. фиг.11, которая показывает одноосный материал 28) друг с другом. В проходящих в поперечном направлении полосах 27 между местами 29, где полоски 26 пересекаются с полосой 27, полоса 27 была неориентированной, и в местах 29 полоса 27 была в незначительной степени ориентированной в машинном направлении, так что ориентация полосок 26 "простиралась" через полосу 27 до полосок 26, находящихся с другой стороны полосы.

После этого к одноосному материалу 28 прикладывали растягивающее усилие в поперечном направлении для растягивания ослабленных зон 23 с целью образования ориентированных полосок 30 без растягивания неослабленных зон 24 в такой же степени, в какой растягивались ослабленные зоны 23. Таким образом, неослабленные зоны 24 образовывали места 31 соединения, каждое из которых соединяет шесть из ориентированных полосок 26, 30 друг с другом, и образуется структура, в общем такая же, как на фиг.4, хотя диагональные полоски 26 смещены у мест 31 соединения, поскольку места 31 соединения вытянуты в поперечном направлении. Оси наклонных полосок 26 проходят под углом, составляющим приблизительно 14° относительно машинного направления. Каждое место 31 соединения имеет две более толстые зоны, соединенные более тонкой зоной (см. пример по фиг.12). В центральных точках полосок 30 ослабленные зоны 23 имели уменьшение толщины, составляющее приблизительно 78%, в то время как в центральных точках мест 31 соединения неослабленные зоны имели уменьшение толщины, составляющее приблизительно 17%, при этом первое уменьшение приблизительно в 4,6 или 4,65 раза превышает последнее. На практике элементы, работающие на растяжение и образованные диагональной полоской 26, местом 31 соединения, диагональной полоской 26 и так далее последовательно, фактически являются прямолинейными из-за воздействия растягивающего напряжения по всей длине, "податливость (проседание)" структуры является ничтожно малой. Имеет место некоторый поворот мест 31 соединения, но они удерживаются остальной частью структуры.

Фигура 12 и пример 3

Толщина исходного листа, материал и размер перфоратора были такими же, как в примере 1. Шаг в воображаемом машинном направлении составлял 10,5 мм, и шаг в воображаемом поперечном направлении составлял 9,5 мм. Пуансон для образования канавок 23 имел входной угол, составляющий 116°, с закругленной вершиной и был подведен к каждой поверхности материала 21 и подан до глубины, составляющей 16% толщины листа, при этом полученная общая глубина образующихся канавок составляла 32% толщины листа. Степени растяжения в машинном направлении и поперечном направлении составляли соответственно 4,00:1 и 2,21:1. На фиг.12 указана толщина в различных точках изделия, выраженная в мм. Геометрическое удлинение составляло 2,3%. Относительное боковое смещение составляло 11,8%.

Общие замечания

Если контекст очевидно не требует иного, во всем описании и в формуле изобретения термины "содержать" и т.п. используются во включающем, а не в исключающем или исчерпывающем смысле, то есть в значении "включающий в себя что-то, но не ограниченный чем-то". Настоящее изобретение было описано выше исключительно в качестве примера и могут быть выполнены модификации в пределах сущности изобретения.

Для изготовления ориентированной пластиковой сетки для армирования грунта, в которой ориентированные полоски (6, 9) образуют треугольные ячейки с местом (11) соединения в каждом углу и шесть из полосок (6, 9) сходятся в каждом месте (11) соединения, пластиковый листовой исходный материал имеет отверстия, расположенные в виде сетки шестиугольников, причем противолежащие отверстия каждого шестиугольника выровнены в машинном направлениии. Исходный материал сначала растягивают в машинном направлении и в поперечном направлении. В конечной сетке (10) для армирования грунта центральные участки шестиугольников в исходном материале образуют места (11) соединения. Центры мест (11) соединения в незначительной степени двухосно ориентированы, но у краев мест (11) соединения ориентация края по существу каждой полоски (6) или (9) "проходит" вокруг края соответствующего места (11) соединения и в край следующей полоски (6) или (9). Во время второго растягивания удерживающее усилие может быть приложено в первом направлении и прекращено перед тем, как будет обеспечена возможность релаксации материала во втором направлении растягивания. За счет использования исходного материала, который имеет сквозные отверстия и ослабленные растягивания. За счет использования исходного материала, который имеет сквозные отверстия и ослабленные зоны, можно образовать сетку для армирования грунта по изобретению из исходного материала, имеющего прямоугольную сетку сквозных отверстий. 13 н. и 31 з.п. ф-лы, 17 ил.

1. Ячеистая структура (7), изготовленная путем растягивания и ориентирования пластикового исходного материала (1), выполненного с сеткой отверстий (2), причем сетка для армирования грунта содержит поперечные элементы (6'), соединенные друг с другом по существу прямыми ориентированными полосками (6), причем, по меньшей мере, некоторые из полосок простираются от одного поперечного элемента (6') до следующего под значительным углом относительно направления (MD), перпендикулярного к поперечным элементам (6'), и чередующиеся подобные наклонные полоски (6) по ширине сетки для армирования грунта наклонены относительно направления (MD) под равными и противолежащими углами, отличающаяся тем, что ячеистая структура представляет собой сетку (7) для армирования грунта, причем сетка (7) для армирования грунта одноосно ориентирована, а поперечные элементы представляют собой полосы (6'), при этом ориентация каждой наклонной полоски (6) простирается в основном в направлении (MD) растягивания через соответствующую полосу (6') к соответствующей наклонной полоске (6), расположенной с другой стороны полосы (6').2. Ячеистая структура (7) по п.1, в которой полосы (6') соединены друг с другом только ориентированными полосками (6), которые не простираются в направлении, перпендикулярном полосам (6').3. Ячеистая структура (7) по п.2, в которой полоски (6) из каждой пары соседних наклонных полосок (6) сходятся непосредственно рядом с соответствующей полосой (6').4. Ячеистая структура (7) по любому из предшествующих пунктов, в которой между местами (6"), в которых полоски (6) пересекаются с полосой (6'), полоса (6') является неориентированной, а в местах, в которых полоски пересекаются с полосой, полоса (6') является ориентированной в направлении, перпендикулярном к полосе (6').5. Ячеистая структура (7) по п.4, в которой между местами (6"), в которых полоски пересекаются с полосой, полосы (6') имеют структуру, которая является аналогичной прямой от края до края сетки (7) для армирования грунта.6. Ячеистая структура (10), изготовленная путем растягивания и двухосного ориентирования пластикового исходного материала (1, 21), выполненного с сеткой отверстий (2, 22), причем ячеистая структура (10) содержит первое множество по существу прямых ориентированных полосок (6, 26), простирающихся под острым углом относительно первого направления (MD), второе множество по существу прямых ориентированных полосок (6, 26), простирающихся под острым углом относительно первого направления (MD), и рассматриваемые во втором направлении (TD), перпендикулярном к первому направлению (MD), чередующиеся (наклонные) полоски (6, 26) из двух множеств наклонены относительно первого направления (MD) под по существу одинаковыми и противолежащими углами, дополнительные по существу прямые ориентированные полоски (9, 30), простирающиеся во втором направлении (TD), и места (11, 31) соединения, каждое из которых соединяет четыре из наклонных ориентированных полосок (6, 26) и две из дополнительных ориентированных полосок (9, 30) друг с другом, отличающаяся тем, что ячеистая структура представляет собой сетку (7) для армирования грунта, причем по существу в каждом месте (11, 31) соединения место разветвления между каждой парой соседних полосок ориентировано в направлении, проходящем вокруг места разветвления, в результате чего существует непрерывная ориентация от края одной полоски, вокруг места разветвления и до края соседней полоски.7. Ячеистая структура (10) по п.6, в которой все ориентированные полоски простираются в направлении, отличающемся от первого направления (MD).8. Ячеистая структура (10) по п.6, которая состоит из вышеуказанного первого множества полосок, вышеуказанного второго множества полосок, вышеуказанных дополнительных полосок и вышеуказанных мест соединений, посредством чего треугольные ячейки сетки образованы наклонными полосками (6, 26) и дополнительными полосками (9, 30).9. Ячеистая структура по любому из пп.6-8, в которой места (31) соединения содержат две более толстые зоны, каждая из которых соединяет две наклонные полоски (26) и дополнительную полоску (30), и более тонкую зону, соединяющую две более толстые зоны друг с другом.10. Ячеистая структура по п.6, в которой угол между осью каждой наклонной полоски (26) и первым направлением (MD) составляет от приблизительно 10° до приблизительно 20°.11. Ячеистая структура (10) по п.6, в которой угол между осью каждой наклонной полоски (6) и первым направлением (MD) составляет приблизительно 30°.12. Ячеистая структура (10) по п.6, в которой первое направление (MD) представляет собой машинное направление.13. Ячеистая структура (10) по п.6, в которой наклонные полоски (6, 26) и дополнительные полоски (9, 30) образуют три множества расположенных на расстоянии друг от друга, параллельных, фактически прямолинейных, непрерывных элементов, работающих на растяжение, которые простираются через сетку (7) для армирования грунта и каждый из которых содержит ориентированную полоску (6, или 9/26, или 30), место (11/31) соединения, ориентированную полоску, место соединения и так далее, причем каждое место (11/31) соединения соединяет соответствующие полоски (6, 6, или 9, 9/26, 26, или 30, 30) элемента, работающего на растяжение друг с другом, и полоски элемента, работающего на растяжение, по существу выровнены друг относительно друга, причем каждое место соединения служит в качестве места соединения для элемента, работающего на растяжение, из каждого из множеств, причем работающий на растяжение элемент из каждого из множеств пересекается в каждом месте соединения.14. Ячеистая структура по п.6, изготовленная способом изготовления ячеистой структуры из пластика, при котором обеспечивают наличие пластикового листового исходного материала (21), который имеет отверстия (22) с упорядоченной схемой их расположения, причем указанные отверстия (22) ограничивают потенциальные образующие полоски зоны (24), которые простираются между соответствующими отверстиями (22), и растягивание исходного материала в одном направлении (TD) для растягивания потенциальных образующих полоски зон (24) для образования ориентированных полосок (30), причем углубления (23) образуют в некоторых, но не во всех указанных потенциальных образующих полоски зонах (24) без удаления материала, когда пластик находится при температуре ниже нижнего предельного значения его температурного интервала плавления, тем самым ослабляя такие потенциальные образующие полоски зоны, причем указанные углубления (23) образуют упорядоченный рисунок, и растягивающее усилие прикладывают в указанном направлении (TD), так что ослабленные потенциальные образующие полоски зоны (23) образуют ориентированные полоски (30), но неослабленные потенциальные образующие полоски зоны (24) не образуют ориентированных полосок, хотя некоторое растягивающее усилие может быть приложено к ним, и в результате ячеистая структура, полученная таким образом, не будет такой, какая была бы получена из исходного материала без указанных углублений (23).15. Способ изготовления ориентированной ячеистой структуры (7) из пластика, при котором обеспечивают наличие пластикового листового исходного материала (1), который имеет отверстия (2) в виде сетки шестиугольников (3) по существу идентичной формы и размера, так что по существу каждое отверстие (2) находится в углу каждого из трех шестиугольников (3), причем внутри шестиугольника (3) отсутствуют отверстия с размером, превышающим или равным размеру отверстий (2), упомянутых первыми, и оказывают растягивающее усилие для растягивания образующих полоски зон между соседними отверстиями (2) на сторонах шестиугольников (3) и образования ориентированных полосок (6) из таких зон, отличающийся тем, что растягивающее усилие в одном направлении (MD) прикладывают к исходному материалу (1), в результате чего образуется ячеистая структура (7), имеющая полосы (6'), перпендикулярные направлению (MD) растягивания, соединенные друг с другом ориентированными полосками (6), при этом растягивающее усилие прикладывают в такой степени, что ориентация каждой полоски (6) простирается в основном в направлении (MD) растягивания через соответствующую полосу (6') к соответствующей полоске (6), расположенной с другой стороны полосы (6'), при этом образованная ячеистая структура (7) представляет собой сетку для армирования грунта.16. Способ по п.15, в котором растягивающее усилие прикладывают в такой степени, что между местами (6"), в которых полоски (6) пересекаются с полосой (6'), полоса (6') является неориентированной, и в местах, в которых полоски пересекаются с полосой, полоса (6') является ориентированной в направлении, перпендикулярном к полосе (6').17. Способ по п.15, в котором каждый шестиугольник (3) является по существу симметричным относительно оси, простирающейся в направлении (MD) растягивания или в первом направлении (MD).18. Способ по п.15, в котором каждый шестиугольник (3) расположен так, что два противолежащих отверстия (2), определяющие границы шестиугольника (3), по существу выровнены в направлении (MD) растягивания или в первом направлении (MD), и растягивающее усилие в указанном направлении (MD) растягивания или в первом направлении (MD) прикладывают в направлении, по существу параллельном двум сторонам шестиугольников (3), для растягивания зон (5) между соседними отверстиями (2) на остальных четырех сторонах шестиугольников (3).19. Способ по п.15, в котором все стороны шестиугольников (3) являются по существу одинаковыми при измерении их между центрами соответствующих отверстий (2).20. Способ по п.15, в котором вершины шестиугольников выровнены в направлении (MD) растягивания или в первом направлении (MD) растягивания, и шаг вершин каждого шестиугольника (3) меньше шага по диагонали.21. Способ по п.20, в котором отношение большего шага шестиугольника (3) к меньшему шагу шестиугольника (3) составляет от приблизительно 2,1:1 до приблизительно 3,2:1.22. Способ по п.20, в котором отношение большего шага шестиугольника (3) к меньшему шагу шестиугольника (3) составляет приблизительно 2,6:1.23. Способ изготовления двухосно-ориентированной ячеистой структуры (10) из пластика, при котором обеспечивают наличие пластикового листового исходного материала (1), который имеет отверстия (2) в виде сетки шестиугольников (3) по существу идентичной формы и размера, так что по существу каждое отверстие (2) находится в углу каждого из трех шестиугольников (3), причем внутри шестиугольника (3) отсутствуют отверстия с размером, превышающим или равным размеру отверстий (2), упомянутых первыми, оказывают растягивающее усилие в первом направлении (MD) для растягивания образующих полоски зон (5) между соседними отверстиями (2) на сторонах шестиугольников (3) и образования ориентированных полосок (6) из таких зон (5), и оказывают растягивающее усилие во втором направлении (TD), по существу перпендикулярном первому направлению (MD), для растягивания образующих полоски зон между соседними отверстиями (2) на сторонах шестиугольников (3) и образования ориентированных полосок (9) из последних зон, посредством чего центральные участки шестиугольников (3) образуют места (11) соединения, соединяющие ориентированные полоски (6, 9) друг с другом, отличающийся тем, что растягивающее усилие прикладывают в такой степени, что ориентация полосок (6, 9) простирается в по существу каждое место (11) соединения, так что в по существу каждом месте (11) соединения место разветвления между каждой парой соседних полосок (6, 6 или 6, 9) будет ориентировано в направлении, проходящем вокруг места разветвления, в результате чего существует непрерывная ориентация от края одной полоски, вокруг места разветвления и до края соседней полоски, при этом образованная ячеистая структура (10) представляет собой сетку для армирования грунта.24. Способ по п.23, в котором растягивающее усилие в первом направлении (MD) прикладывают в направлении, по существу параллельном двум сторонам шестиугольников (3), для растягивания зон (5) между соседними отверстиями (2) на остальных четырех сторонах шестиугольников (3), и растягивающее усилие во втором направлении (TD) растягивает зоны между соседними отверстиями (2) на сторонах, параллельных первому направлению (MD).25. Способ по п.23 или 24, в котором растягивание во втором направлении (TD) осуществляют после растягивания в первом направлении (MD), а во время растягивания во втором направлении (TD) применяют удерживание материала в первом направлении (MD), и после второго растягивания, перед тем, как обеспечат возможность релаксации материала во втором направлении, указанное удерживание прекращают.26. Способ по п.23, в котором имеются полоски (9), простирающиеся во втором направлении (TD) и растянутые до меньшей степени растяжения, чем остальные полоски (6).27. Способ изготовления ячеистой структуры из пластика, при котором обеспечивают наличие пластикового листового исходного материала (21), который имеет отверстия (22) с упорядоченной схемой их расположения, причем указанные отверстия (22) ограничивают потенциальные образующие полоски зоны (24), которые простираются между соответствующими отверстиями (22), и растягивание исходного материала в одном направлении (TD) для растягивания потенциальных образующих полоски зон (24) для образования ориентированных полосок (30), отличающийся тем, что углубления (23) образуют в некоторых, но не во всех указанных потенциальных образующих полоски зонах (24) без удаления материала, когда пластик находится при температуре ниже нижнего предельного значения его температурного интервала плавления, тем самым ослабляя такие потенциальные образующие полоски зоны, причем указанные углубления (23) образуют упорядоченный рисунок, и растягивающее усилие прикладывают в указанном направлении (TD), так что ослабленные потенциальные образующие полоски зоны (23) образуют ориентированные полоски (30), но неослабленные потенциальные образующие полоски зоны (24) не образуют ориентированных полосок, хотя некоторое растягивающее усилие может быть приложено к ним, и в результате ячеистая структура, полученная таким образом, не будет такой, какая была бы получена из исходного материала без указанных углублений (23).28. Способ по п.27, в котором в одном направлении (TD) углубления (23) образуют в каждой второй потенциальной образующей полоску зоне (24).29. Способ по п.27 или 28, в котором исходный материал (21) также растягивают в направлении (MD), перпендикулярном к одному направлению (TD), для образования ориентированных полосок (26) из дополнительных соответствующих потенциальных образующих полоски зон (25).30. Способ по п.29, в котором растягивающее усилие прикладывают в такой степени, что ориентация полосок (6, 9 или 26, 30) простирается в по существу каждое место (11 или 31) соединения, так что по существу в каждом месте (11 или 31) соединения место разветвления между каждой парой соседних полосок ориентировано в направлении, проходящем вокруг места разветвления, в результате чего существует непрерывная ориентация от края одной полоски, вокруг места разветвления и до края соседней полоски.31. Способ по п.29, в котором соответствующие потенциальные образующие полоски зоны (25) выполнены без каких-либо углублений (23) для растягивания в направлении (MD), упомянутом вторым, в результате чего те потенциальные образующие полоски зоны (24), которые связаны с растягиванием в указанном одном направлении (TD) и которые не были образованы с углублениями (23), образуют удлиненные места (31) соединения между ориентированными полосками (26, 30).32. Способ по п.29, в котором растягивание в одном направлении (TD) представляет собой второе растягивание, следующее за растягиванием в направлении (MD), упомянутом вторым.33. Способ по п.32, в котором после растягивания в направлении (MD), упомянутом вторым, образуется одноосно-ориентированная структура (28), имеющая полосы (27), соединенные друг с другом ориентированными полосками (26) между местами (29), в которых полоски (26) пересекаются с полосой (27), причем полосы (27) попеременно ослаблены за счет наличия углублений (23), образованных в них, и не ослаблены, ослабленные зоны (23) в полосах (27), расположенных рядом с полосами (27), упомянутыми первыми, расположены в шахматном порядке, так что ослабленная зона (23) в одной полосе (27) выровнена относительно неослабленной зоны (24) в соседних полосах (27).34. Способ изготовления ориентированной ячеистой структуры из пластика, при котором обеспечивают наличие пластикового листового исходного материала (21), который имеет отверстия на прямоугольной решетке, оси которой простираются в первом направлении (MD) и во втором направлении (TD), по существу перпендикулярном к первому направлению (MD), в результате чего образуются первые ряды отверстий (22), простирающиеся в первом направлении (MD), и вторые ряды отверстий (22), простирающиеся во втором направлении (TD), оказывают растягивающее усилие в первом направлении для растягивания образующих полоски зон (25) между соседними отверстиями (22) в каждом втором ряду для образования ориентированных полосок (26) из таких зон (25) и оказывают растягивающее усилие во втором направлении (TD) для растягивания зон (23) для образования ориентированных полосок (30), отличающийся тем, что исходный материал (21) имеет ослабленные зоны (23) между чередующимися парами соседних отверстий (22) в каждом первом ряду, причем ослабленные зоны (23) расположены в шахматном порядке между соседними первыми рядами, так что ослабленная зона (23) в одном первом ряду находится рядом с неослабленной зоной (24) в каждом из соседних первых рядов, и растягивание во втором направлении (TD) обеспечивает растягивание ослабленных зон (23) для образования ориентированных полосок (30) из ослабленных зон (23) без растягивания неослабленных зон (24) между соседними отверстиями (22) из первых рядов в такой же степени, в какой растянуты ослабленные зоны (23), посредством чего неослабленные зоны (24) образуют места (31) соединения, каждое из которых соединяет шесть из ориентированных полосок (26, 30) друг с другом, при этом образованная ячеистая структура представляет собой сетку для армирования грунта.35. Способ изготовления двухосно-ориентированной ячеистой структуры (10) из пластика, которая имеет ориентированные полоски (6, 26), простирающиеся под углом, отличным от 90°, относительно первого и второго направления (MD, TD) растягивания, при котором обеспечивают наличие пластикового листового исходного материала (1, 21), который имеет отверстия (2, 22), расположенные в упорядоченной сетке, оказывают растягивающее усилие в первом направлении (MD) для растягивания соответствующих образующих полоски зон (5, 25) между соседними отверстиями (2, 22) и образования ориентированных полосок (6, 26) из таких образующих полоски зон (5, 25), и оказывают растягивающее усилие во втором направлении (TD), по существу перпендикулярном к первому направлению (MD), для растягивания других соответствующих образующих полоски зон (23) между соседними отверстиями (2, 22) и образования дополнительных ориентированных полосок (9, 30) из последних образующих полоски зон (23), отличающийся тем, что удерживающее усилие прикладывают к материалу в первом направлении (MD) во время растягивания его во втором направлении (TD), удерживание впоследствии прекращают, и впоследствии обеспечивают возможность релаксации материала во втором направлении (TD).36. Способ изготовления двухосно-ориентированной ячеистой структуры (10) из пластика, при котором обеспечивают наличие пластикового листового исходного материала (1), который имеет отверстия (2) в виде сетки шестиугольников (3) по существу идентичной формы и размера, так что по существу каждое отверстие (2) находится в углу каждого из трех шестиугольников (3), причем внутри шестиугольника (3) отсутствуют отверстия с размером, превышающим или равным размеру отверстий (2), упомянутых первыми, причем вершины шестиугольников (3) выровнены в первом направлении (MD), оказывают растягивающее усилие в первом направлении (MD) для растягивания образующих полоски зон (5) между соседними отверстиями (2) на сторонах шестиугольников (3) и образования первых и вторых ориентированных полосок (6) из таких зон (5), причем первые и вторые ориентированные полоски (6) простираются в разных направлениях друг относительно друга и оказывают растягивающее усилие во втором направлении (TD), по существу перпендикулярном первому направлению (MD), для растягивания образующих полоски зон (8) между соседними отверстиями (2) на сторонах шестиугольников (3) и образования третьих ориентированных полосок (9) из последних зон (8), посредством чего центральные участки шестиугольников (3) образуют места (11) соединения, соединяющие ориентированные полоски (6, 9) друг с другом, и каждая из треугольных ячеек будет образована первой ориентированной полоской (6), второй ориентированной полоской (6) и третьей ориентированной полоской (9), отличающийся тем, что шаг вершин каждого шестиугольника (3) меньше шага по диагонали, так что первые ориентированные полоски (6), входящие в место (11) соединения, по существу выровнены, и вторые ориентированные полоски (6), входящие в место (11) соединения, по существу выровнены, причем образованная ячеистая структура (10) представляет собой сетку для армирования грунта.37. Способ по п.36, в котором отношение большего шага шестиугольника (3) к меньшему шагу шестиугольника составляет от приблизительно 2,1:1 до приблизительно 3,2:1.38. Способ по п.36, в котором отношение большего шага шестиугольника (3) к меньшему шагу шестиугольника составляет приблизительно 2,6:1.39. Способ по любому из пп.36-38, в котором растягивание во втором направлении (TD) осуществляют после растягивания в первом направлении (MD), и во время растягивания во втором направлении (TD) применяют удерживание материала в первом направлении (MD), а после второго растягивания, перед тем, как обеспечат возможность релаксации материала во втором направлении (TD), удерживание прекращают.40. Сетка для армирования грунта, изготовленная способом по любому из пп.15-39.41. Ячеистая структура, изготовленная способом по п.27 или 34.42. Способ укрепления зернистого материала, при котором осуществляют заделывание в зернистый материал сетки для армирования грунта по любому из пп.1-14 или 40.43. Зернистый материал, укрепленный способом по п.42.44. Геотехническая конструкция, содержащая массу зернистого материала, укрепленного путем заделывания в него сетки для армирования грунта по любому из пп.1-14 или 40.