Материал: 2458

Технологиистроительства

всегда дают достоверные результаты для назначения эффективных конструктивно-технологических решений на реальных ледовых переправах.

Поэтому значительная часть экспериментальных исследований была перенесена на опытные участки.

Результаты испытаний на опытных участках

Первая проверка обоснованности и достоверности теоретических и

экспериментальных исследований была осуществлена путём строительства и испытаний опытных участков на одном из водоёмов в Омской области в 2007-

2008 гг. и в 2008-2009 гг. [10,11]. Для армирования льда использовали три вида геосинтетических материалов (ГМ) (табл. 1).

Таблица 1 – Свойства геосинтетических материалов для опытного

строительства

Были апробированы два конструктивно-технологических решения: вмораживание армирующих материалов сверху (рис. 1) и снизу ледяной плиты

(рис. 2 и 3).

Рис.1. Укладка геокомпозита и поливка участка водой для намораживания льда («верхнее» армирование)

Техника и технологии строительства,№ 2(2), 2015

Технологиистроительства

Рис. 2. Схема, иллюстрирующая способ «нижнего» армирования ледового покрова: 1 – естественный ледовый покров; 2 – берега; 3 – «майны» во льду для подачи и приёма

армирующего полотна; 4 – лунки для протягивания тросов 5 подо льдом; 6 – рулон геосинтетического материала; 7 – полотно геосинтетики, протаскиваемое тросами подо льдом.

Рис. 3. Погружение геокомпозита в «майну» и протаскивание его подо льдом капроновыми тросами («нижнее» армирование)

Более подробно технологии «верхнего» и «нижнего» армирования приведены в диссертации [2].

Через два дня после укладки ГМ поверх льда и погружения его под лёд

армирующий материал вмёрз в лёд как снизу, так и сверху (рис. 4).

Рис. 4. Армирующий геосинтетический материал, вмёрзший в лёд снизу и сверху

Техника и технологии строительства,№ 2(2), 2015

Технологиистроительства

Испытания проводили через месяц после армирования. Осмотр показал, что ледяная плита была покрыта трещинами (рис. 5), за исключением

армированных участков, на которых во льду имелись только редкие волосяные беззазорные трещины.

Рис. 5. Трещина в неармированной ледяной плите

Для испытаний (рис. 6.) использовали автомобиль-самосвал ЗИЛ-585 (на базе шасси ЗИЛ-130), пожарную машину АЦП 6/3 – 40 (на базе шасси Урал – 5557), специализированные колёсные и гусеничные машины. Вес машин

составлял от 10 т до 42 т.

Рис. 6. Испытание опытного участка колёсной и гусеничной техникой

Техника и технологии строительства,№ 2(2), 2015

Технологиистроительства

До начала нагружения были определены высотные отметки поверхности льда в каждой контрольной точке. Для измерения общего и упругого прогибов

ледовой поверхности использовали длиннобазовый прогибомер. Размер чаши прогибов при нагружении уточняли путём контроля высотных отметок через 1 м

высокоточным нивелиром с рейкой.

Результаты испытаний участков с расположением армирующих прослоек

в нижней и верхней частях ледового покрова приведены на рис. 7.

Рис. 7. Результат испытания опытных участков

Испытания показали, что на всех участках, армированных

геосинтетическими материалами, несущая способность ледового покрова

увеличилась. При «верхнем» армировании прогибы ледяной плиты уменьшились на 25-30 %. Увеличение несущей способности ледового покрова, армированного в верхней части, объясняется повышением трещиностойкости ледяной плиты, что способствует улучшению распределения возникающих напряжений. Наибольшее увеличение несущей способности плиты (до 70 %) было достигнуто на участке с «нижним» армированием стеклосеткой. Оба

участка, армированные георешёткой Поли-40 и Поли-20, показали увеличение

несущей способности от 30 % до 35 % по сравнению с неармированным ледяным покровом одинаковой толщины. Наиболее эффективно георешётки на

основе полимеров проявили себя под более тяжёлой нагрузкой, вызывающей

значительные осадки и деформации ледового покрова, что подтверждает тезис об увеличении безопасности армированных ледовых переправ за счёт исключения резких проломов.

Строительство и испытания опытных участков длились два года. При этом все геосинтетические материалы, использованные при первом опытном

строительстве, использовались повторно, на следующий год. Перед использованием геосинтетических материалов повторно была определена их

прочность в лаборатории. Было установлено, что сохранность прочностных свойств георешёток из полипропилена после механических воздействий и

длительного нахождения в воде и во льду несколько выше, чем у геосетки из

стекловолокна. Это объясняется ещё и тем, что по нашей просьбе нам была предоставлена стеклосетка без специальных пропиток органическим вяжущим, чтобы улучшить её гидрофильность и смерзание со льдом.

Техника и технологии строительства,№ 2(2), 2015

Технологиистроительства

В 2014 г. нам удалось заинтересовать руководителей Министерства развития транспортного комплекса Омской области и добиться содействия в

строительстве опытного участка с армированием ледяного покрова на крупной судоходной реке Иртыш. Для строительства опытного участка геосинтетические

материалы бесплатно предоставили фирмы ЗАО «Техполимер» (г. Красноярск) и ООО «Дорстройматериалы» (г. Владимир). Свойства геосинтетических

материалов, используемых на опытном участке, приведены в таблице 2 и 3. Впервые армировалась не только ледяная плита, но и наиболее слабое

место на любой переправе – стык ледяной плиты с берегом. Для армирования этого участка использовалась георешётка РД-60 50х50 (с металлическими струнами).

Поверх ледового покрова укладывали стеклосетку К 70/50/240,

обладающую повышенными гидрофильными свойствами и хорошо смерзающуюся со льдом. Стеклосетку прикрепляли к береговой георешётке,

служащей ещё и анкером для гарантированного извлечения стеклосетки изо льда весной (рис.8).

Таблица 2 – Геокомпозит марки АРМДОР®-К 70/50/240 без пропитки битумом (Дорстройматериалы)

Техника и технологии строительства,№ 2(2), 2015