АРМИРОВАНИЕ, ИМЕЮЩЕЕ СОТОВУЮ СТРУКТУРУ, ДЛЯ УДЕРЖИВАНИЯ ЧАСТИЦ ПОЧВЫ Российский патент 2011 года по МПК E02B3/12 E02D17/20 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к армированию, имеющему сотовую структуру, для удерживания частиц почвы, применяемое для природосберегающей защиты склонов и насыпей или для формирования основания подпорных стенок, одежды откосов, дорог и т.д., и более конкретно, формируемому путем переплетения друг с другом поперечных и продольных армирующих кордных нитей для формирования сетчатого листа, имеющего отверстия заданного размера, и путем соединения сплавлением сформированных таким образом листов по ширине. Настоящее изобретение позволяет получить высокий коэффициент проницаемости, увеличенную силу трения с заполнителем, и, таким образом, возможность экономии материала для снижения стоимости изготовления.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

На склонах и насыпях возникновение эрозии и обрушения весьма вероятно, и в мягкой почве легко возникает деформация, поскольку поддерживающего усилия основания недостаточно, чтобы противодействовать нагрузке конструкции. Следовательно, при формировании склона или строительстве насыпи для предотвращения эрозии и обрушения необходимо устанавливать армирование. Также необходимо устанавливать армирование при строительстве откоса или дороги на мягкой почве для увеличения поддерживающего усилия почвы и предотвращения ее оседания.

В соответствии с фиг.1 обычная конструкция армирования для защиты склона или насыпи содержит листы 100, сформированные из лент, изготовленные из полиэтилена и имеющие заданную длину. Указанные листы 100 накладывают друг на друга и соединяют с помощью ультразвуковой сварки. Затем посредством растягивания полученной структуры в обоих направлениях формируют армирование в виде сетки, имеющее сотовую структуру, для удерживания частиц почвы.

В соответствии с фиг.2 после изготовления армирования, имеющего сотовую структуру, для удерживания частиц почвы рабочий на месте с помощью пневматического молотка проделывает в листах 100 отверстия 200, чтобы до некоторой степени повысить коэффициент проницаемости армирования, имеющего сотовую структуру.

Однако недостатки обычного армирования, имеющего сотовую структуру, состоят в низком коэффициенте проницаемости и малой силе трения с заполнителем, для его изготовления требуется дорогое оборудование, стоимость изготовления увеличивается, не обеспечивается простое корнеобразование и при приложении сжимающей нагрузки возникает деформация листов 100, которая может привести к нестабильности почвы.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Техническая задача

Задачей настоящего изобретения является решение указанных проблем с помощью предложения армирования, имеющего сотовую структуру, для удерживания частиц почвы, полученного путем переплетения друг с другом поперечных и продольных армирующих кордных нитей с получением сетчатого листа, имеющего отверстия заданного размера, и путем соединения сплавлением полученных таким образом листов по ширине. Преимущества настоящего изобретения включают в себя получение высокого коэффициента проницаемости, увеличение силы трения с заполнителем, экономию материала, и, следовательно, снижение стоимости изготовления, обеспечение простого корнеобразования, и, наконец, рассеивание нагрузки, действующей при приложении сжимающего напряжения, для предотвращения деформации армирования, имеющего сотовую структуру, позволяющего стабилизировать почву.

Техническое решение

Для решения указанной задачи в соответствии с настоящим изобретением предлагается армирование, имеющее сотовую структуру, для удерживания частиц почвы. Поперечные и продольные армирующие кордные нити переплетают друг с другом с образованием сетчатого листа, имеющего отверстия заданного размера, и после соединения сплавлением полученных таким образом листов через правильные интервалы по ширине получают множество ячеистых сеток сотовой структуры посредством вытягивания полученной структуры в обоих направлениях.

Полезные эффекты

Благодаря указанным отличиям, армирование, имеющее сотовую структуру, для удерживания частиц почвы, получают путем переплетения друг с другом поперечных и продольных армирующих кордных нитей с получением сетчатого листа, имеющего отверстия заданного размера, и путем соединения сплавлением полученных таким образом листов по ширине. Таким образом, преимущества настоящего изобретения включают в себя получение высокого коэффициента проницаемости, увеличение силы трения с заполнителем, экономию материала, и, следовательно, снижение стоимости изготовления, обеспечение простого корнеобразования, и, наконец, рассеивание нагрузки, действующей при приложении сжимающего напряжения, для предотвращения деформации армирования, имеющего сотовую структуру, позволяющего стабилизировать почву.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Указанные задачи и другие отличия и преимущества настоящего изобретения станут понятнее после чтения подробного описания, которое будет приведено ниже со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг.1 и 2 представлены общие виды традиционного армирования, изготовленного из полиэтилена высокой плотности.

На фиг.3 представлен общий вид армирования, имеющего сотовую структуру, для удерживания частиц почвы в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.

На фиг.4 представлена часть общего вида, показывающая структуру ячеистой сетки, составляющей армирование, имеющее сотовую структуру, для удерживания частиц почвы в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.5 представлена часть вида спереди, показывающая структуру листа, формирующего ячеистую сетку в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.6 представлен график, показывающий отношение между смещением и напряжением при сдвиге в традиционном армировании, изготовленном из полиэтилена высокой плотности.

На фиг.7 представлен график, показывающий отношение между нормальным напряжением и максимальным напряжением при сдвиге в традиционном армировании, изготовленном из полиэтилена высокой плотности.

На фиг.8 представлен график, показывающий отношение между смещением и напряжением при сдвиге в армировании, имеющем сотовую структуру, для удерживания частиц почвы в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.9 представлен график, показывающий отношение между нормальным напряжением и максимальным напряжением при сдвиге в армировании, имеющем сотовую структуру, для удерживания частиц почвы в соответствии с настоящим изобретением.

СВЕДЕНИЯ, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже будет подробно описан пример одного из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи. Везде, где это возможно, одинаковые или подобные части обозначены одинаковыми номерами позиций.

На фиг.3 представлен общий вид армирования, имеющего сотовую структуру, для удерживания частиц почвы в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, на фиг.4 представлена часть общего вида, показывающая структуру ячеистой сетки, составляющей армирование, имеющее сотовую структуру, для удерживания частиц почвы в соответствии с настоящим изобретением и на фиг.5 представлена часть вида спереди, показывающая структуру листа, формирующего ячеистую сетку в соответствии с настоящим изобретением.

Как показано на фиг.3-5, в армировании 1, имеющем сотовую структуру, для удерживания частиц почвы в соответствии с настоящим изобретением поперечные армирующие нити 10 и продольные армирующие нити 20, изготовленные из полиэтилена и имеющие заданную длину, переплетают друг с другом для формирования сетчатого листа 40, имеющего множество отверстий 30 заданного размера. В зависимости от обстоятельств образец переплетения поперечных армирующих нитей 10 и продольных армирующих нитей 20 может иметь формы +, х и *.

Сформированные таким образом листы 40 соединяют друг с другом через правильные интервалы по ширине путем сварки плавлением. Указанная сварка плавлением может являться ультразвуковой сваркой, сваркой расплавом, сваркой горячим клином, сваркой горячим воздухом и т.д.

Листы 40, соединенные друг с другом через правильные интервалы, следует сваривать плавлением с другими соседними листами. Сварку плавлением осуществляют на средних частях соединенных листов 40 так, чтобы сваренные плавлением точки не перекрывались.

Из множества листов 40, таким образом сваренных плавлением, путем растягивания полученной структуры в обоих направлениях получают множество ячеистых сеток 50 сотовой структуры.

После указанной сварки плавлением через правильные интервалы множества листов и получения множества ячеистых сеток 50 в них можно помещать заполнитель, содержащий песок, почву, гравий и т.д. В этом случае, поскольку большое количество отверстий 30 равномерно образуется по всем поверхностям листов 40, составляющих ячеистые сетки 50, даже без последующего осуществления отдельного процесса, можно получить преимущества, состоящие в улучшении фрикционной характеристики, экономии материалов, составляющей более 20% по сравнению с обычным армированием, имеющим сотовую структуру и изготовленным с применением листов, сформированных из лент, в уменьшении веса и возможности обеспечения простого корнеобразования.

При испытаниях на сдвиг армирования 1, имеющего сотовую структуру, для удерживания частиц почвы в соответствии с настоящим изобретением, изготовленного, как описано выше, и традиционного армирования для защиты склонов, изготовленного из полиэтилена высокой плотности по фиг.1, были получены результаты, приведенные ниже в таблицах 1 и 2.

Способ испытания: испытание на сдвиг

Условия испытания:

Верхняя часть выветренной почвы

Нижняя часть армирования, изготовленного из полиэтилена высокой плотности

Таблица 1 Нормальное напряжение (кг/см²) 0,7 1,4 2,8 Максимальная сдвигающая нагрузка (кг) 234 567 927 Напряжение при сдвиге (кг/см²) 0,26 0,63 1,03 Адгезионная прочность (кг/см²) 0,065 Угол трения (°) 19,5

Способ испытания: испытание на сдвиг

Условия испытания:

Верхняя часть выветренной почвы

Нижняя часть армирования, изготовленного из полиэтилена высокой плотности

Таблица 2 Напряжение по нормали (кг/см²) 0,7 1,4 2,8 Максимальная сдвигающая нагрузка (кг) 742,5 969,3 1231,3 Напряжение при сдвиге (кг/см²) 0,825 1,077 1,368 Адгезионная прочность (кг/см²) 0,547 Угол трения (°) 28,5

Графики, показывающие отношения между смещением и напряжением при сдвиге при приложении нормального напряжения и между нормальным напряжением и максимальным напряжением при сдвиге, приведенные в таблице 1, по отношению к обычному армированию, изготовленному из полиэтилена высокой плотности, представлены на фиг.6 и 7, соответственно. Графики, показывающие отношения между смещением и напряжением при сдвиге при приложении нормального напряжения и между нормальным напряжением и максимальным напряжением при сдвиге, приведенные в таблице 2 по отношению к армированию, имеющему сотовую структуру, для удерживания частиц почвы в соответствии с настоящим изобретением, представлены на фиг.8 и 9, соответственно.

Эти графики ясно показывают, что в армировании, имеющем сотовую структуру, для удерживания частиц почвы в соответствии с настоящим изобретением фрикционная характеристика улучшена приблизительно на 50% и адгезионная прочность повышена приблизительно в 9 раз по сравнению с обычным армированием, изготовленным из полиэтилена высокой плотности.

Кроме того, как можно видеть на фиг.3, благодаря выступанию острых концов поперечных армирующих нитей 10 и продольных армирующих нитей 20, указанные концы можно вбивать в почву, что позволяет увеличить силу закрепления и силу трения, в результате чего армирование 1, имеющее сотовую структуру, для удерживания частиц почвы в соответствии с настоящим изобретением может быть установлено стабильно.

Хотя предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения был описан только в виде примера, специалистам в данной области техники ясно, что различные модификации, добавления и замены могут быть сделаны, не выходя за пределы сущности и объема изобретения, определенных прилагаемой формулой изобретения.

Армирование включает поперечные армирующие нити и продольные армирующие нити, переплетенные друг с другом с образованием сетчатого листа, имеющего отверстия заданного размера. После сварки плавлением листов, сформированных таким образом, через правильные интервалы по ширине образовано множество ячеистых сеток сотовой структуры путем вытягивания полученной структуры в обоих направлениях. Изобретение позволяет получить высокий коэффициент проницаемости и увеличенную силу трения с заполнителем. 3 з.п. ф-лы, 9 ил., 2 табл.

1. Армирование, имеющее сотовую структуру, для удерживания частиц почвы, где поперечные армирующие кордные нити и продольные армирующие кордные нити переплетены друг с другом с образованием сетчатого листа, имеющего отверстия заданного размера, и затем после сварки плавлением листов, сформированных таким образом, через правильные интервалы по ширине, образовано множество ячеистых сеток сотовой структуры путем вытягивания полученной структуры в обоих направлениях.

2. Армирование по п.1, отличающееся тем, что формы рисунка переплетения поперечных и продольных армирующих кордных нитей выбраны из +, х и *.

3. Армирование по п.1, отличающееся тем, что сварка плавлением выбрана из ультразвуковой сварки, сварки расплавом, сварки горячим клином и сварки горячим воздухом.

4. Армирование по п.1, отличающееся тем, что концы поперечных и продольных армирующих кордных нитей являются острыми.