Ее ячейки могут быть заполнены различными дискретными материалами. В дорожной одежде, например, такая конструкция работает как слой повышенной несущей способности. Однако в настоящее время не существует единого метода расчета, который охватил бы полный диапазон применения георешеток в строительстве дорожных одежд. Из существующих методов расчета одежд с объемным армированием можно выделить два. Первый метод изложен во Временных строительных нормах по применению синтетических материалов (СМ) при устройстве нежестких дорожных одежд автомобильных дорог, разработанных 26 Центральным Научно-исследовательским институтом. Второй метод разработан Ассоциацией американских инженеров, для расчета дорожных одежд, состоящих из решеток ГЕОВЕБ с зернистым заполнителем. Согласно временным строительным нормам нежесткую дорожную одежду рассчитывают методом приведения многослойной упругой конструкции к эквивалентной двухслойной модели. Эффект упрочнения конструктивных слоев дорожной одежды при их армировании синтетическими материалами оценивают соответствующим увеличением модуля упругости. Приведенный модуль упругости Еп определяют по эмпирической зависимости: где Еk – модуль упругости неармированного слоя, МПа; Ка – коэффициент увеличения модуля упругости армогрунтового слоя. Коэффициент Ка определяют по результатам штамповых испытаний фрагментов неукрепленных и укрепленных СМ дорожных одежд. По данным экспериментальных исследований, проведенных 26 ЦНИИ МО, получены численные значения коэффициента Ка для некоторых видов конструкций одежды. Метод расчета, предлагаемый Ассоциацией американских инженеров, основан на эмпирических зависимостях и учитывает только трение заполнителя о стенки георешетки. Очевидно, что увеличение несущей способности армированного георешетками слоя в основном связано с другим физическим явлением. Поэтому перед нами была поставлена цель разработать методику расчета конструктивных слоев из зернистых материалов, армированных объемной георешеткой. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи: - определить напряженно деформируемое состояние армированного слоя и разработать математическую модель расчета; - провести экспериментальные исследования для проверки теоретических результатов. Общая методика теоретических рассуждений была построена в рамках классической теории упругости, а экспериментальные исследования проводились в лабораторных условиях с реальной расчетной оболочкой. В процессе данной работы были подвергнуты сомнению справочные значения коэффициента Пуассона для зернистых материалов, используемых нами в качестве заполнителя. Фактические значения коэффициента Пуассона в изучаемой расчетной схеме определялись путем решения обратной задачи. Ячейки георешетки препятствуют горизонтальной деформации заполнителя под нагрузкой. В результате осадка слоя с георешеткой уменьшается. Это послужило основой для разработки методики расчета. В реальных условиях ячейка георешетки в плане имеет неправильную геометрическую форму (рис.1), напоминающую ромб. В случае, когда внешнее вертикальное давление распределяется на несколько рядом расположенных ячеек, то стенки смежных ячеек, по крайней мере в центре нагруженной области, не испытывают одностороннего бокового давления и работают только на растяжение. Это дает основание предположить, что в первом приближении в качестве расчетной схемы реальной ячейки может быть принята цилиндрическая оболочка равного с ячейкой объема и равной высоты, заполненная тем же материалом и обеспечивающая такую же величину осадки под нагрузкой, как и реальная конструкция (рис.2). h – высота ячейки; L – размер ячейки; α – угол раскрытия ячейки; δ – толщина стенки; R – «приведенный» радиус ячейки; Ср – эквивалент модуля упругости цилиндрической оболочки.
|