Патент на изобретение №2221110
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) Геокаркас
(57) Реферат: Изобретение относится к строительству и может быть использовано для укрепления откосов, земляных сооружений конусов мостов, путепроводов, откосов береговых линий и русел водоемов, а также для армирования оснований дорог, аэродромов, объектов промышленного и гражданского строительства. Геокаркас ячеистой структуры изготовлен из гибких полимерных лент, установленных на ребра и соединенных между собой линейными сварными швами при сжатии лент двумя прижимами с образованием в зонах сварных швов углублений от выступов одного из прижимов. Новым является то, что углубления в зонах сварных швов выполнены переменной площади по высоте, уменьшающейся в направлении к поверхности контакта лент, причем высота углублений составляет 0,55-0,75 толщины ленты. Технический результат изобретения состоит в повышении прочности сварного шва, а также увеличении срока службы и прочности ячеистой структуры в условиях воздействия грунтовой среды. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. Изобретение относится к строительству и может быть использовано для укрепления откосов, земляных сооружений конусов мостов, путепроводов, откосов береговых линий и русел водоемов, а также для армирования оснований дорог, аэродромов, объектов промышленного и гражданского строительства. Известно устройство для укрепления грунтов в виде георешетки ячеистой структуры, выполненной из гибких полимерных полос, соединенных между собой сварными швами таким образом, что при растяжении они образуют ячеистую структуру (см. патент США № 4717283, кл. Е 02 В 3/72, 1988 г.). Известное техническое решение имеет следующие недостатки. Во-первых, не обеспечена равнопрочность конструкции, что связано с низкой прочностью сварных швов, выполненных без учета оптимального соотношения температуры, условий прижима полос и времени сварки. Во-вторых, стенки ячеек выполнены сплошными водонепроницаемыми, что нарушает естественные гидрологические условия и дренаж воды вниз по откосу. Корневая система растений в определенной степени изолирована пределами ячейки, что осложняет условия образования устойчивого дернового слоя на защищаемой поверхности. Наиболее близким техническим решением к изобретению по своей сущности и достигаемому техническому результату является геокаркас ячеистой структуры, изготовленный из гибких полимерных лент, установленных на ребра и соединенных между собой линейными сварными швами, при сжатии лент двумя прижимами с образованием в зонах сварных швов углублений от выступов одного из прижимов (см. RU 2166025, 21.03.00). К недостатку данной конструкции можно отнести то, что прочность сварного шва составляет около 50% от прочности материала ленты и при значительных нагрузках шов рвется по точкам прижима. Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение прочности сварного шва, а также увеличение срока службы и прочности ячеистой структуры в условиях воздействия грунтовой среды. Поставленная задача решается за счет того, что в геокаркасе ячеистой структуры, изготовленном из гибких полимерных лент, установленных на ребра и соединенных между собой линейными сварными швами при сжатии лент двумя прижимами, с образованием в зонах сварных швов углублений от выступов одного из прижимов, согласно изобретению углубления выполнены переменой площади по высоте, уменьшающейся в направлении к поверхности контакта лент, причем высота углублений составляет 0,55 – 0,75 толщины ленты. При этом опорная торцевая поверхность каждой ленты может быть выполнена с чередующимися выступами и впадинами по длине ленты. Углубления могут быть выполнены полусферической формы или в форме усеченного конуса. Технический результат, обеспечиваемый приведенной совокупностью существующих признаков, состоит в повышении прочности геокаркаса и долговечности его использования за счет исключения разрывов в зонах сварных швов как во время изготовления геокаркаса, так и во время монтажа на предназначенной для укрепления поверхности или при использовании для армирования вследствие выполнения углублений в зоне сварных швов оптимальных форм и параметров, установленных экспериментальным путем. Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1 показан общий вид геокаркаса в растянутом рабочем состоянии; на фиг. 2 – общий вид геокаркаса в сложенном транспортном состоянии; на фиг. 3 – фрагмент ленты с углублениями сварного шва и отверстиями в стенках ячеек; на фиг. 4 – разрез А-А на фиг. 3. На чертежах приведены следующие обозначения: А – длина геокаркаса в растянутом (рабочем) состоянии, равная 3-12 м; Ао – длина геокаркаса в сложенном (транспортном) состоянии, равная 0,08 – 0,32 м; В – ширина геокаркаса в растянутом (рабочем) состоянии, равная 0,5 – 3,0 м; Во – ширина геокаркаса в сложенном (транспортном) состоянии, равная 0,7 – 4,4 м; а = в – ширина ячейки геокаркаса в растянутом состоянии, равная 0,1-1,0 м; во – ширина ячейки в сложенном состоянии, равная расстоянию между сварными швами 0,14 – 1,4 м; Н – высота геокаркаса, равная 0,05 – 0,3 м; h – толщина ленты, равная 0,5 – 2,1 мм; с – ширина сварного шва и околошовных зон; dвс – диаметр углублений шва поверху, равный 1 – 5 мм; dнс – размер углублений шва понизу, равный 0,01-4,9 мм; t – расстояние между углублениями шва, равное 2-5 мм; d – диаметр перфорационных отверстий; l – расстояние между перфорационными отверстиями; hу – высота углублений шва 0,55 – 0,75 от h. Геокаркас состоит из гибких полимерных лент 1, установленных на ребра 2 и соединенных между собой линейными швами 3 при сжатии лент 1 двумя прижимами, один из которых имеет плоскую поверхность, а другой выполнен с выступами ( на чертежах не показаны). В зонах сварных швов 3 при сжатии образуются углубления 4 от выступов одного из прижимов. Для исключения разрывов лент 1 как при монтаже, так и при эксплуатации углубления 4 в зонах сварных швов выполнены переменной площади по высоте, уменьшающейся в направлении к поверхности 5 контакта лент 1. Высота углублений hу составляет 0,55 – 0,75 толщины h ленты 1. При этом опорная торцевая поверхность 6 лент 1 выполнена по длине ленты 1 с чередующимися выступами 7 и впадинами 8. Полимерные ленты изготавливают преимущественно из смеси полиэтилена высокого давления и полиэтилена низкого давления. По всей длине ленты 1 в процессе изготовления пробивают отверстия 9, которые образуют равномерную перфорацию по площади стенок ячеек 10, причем размер отверстий 9 устанавливают экспериментально в зависимости от размера зерен грунта. В материал полимерной ленты могут быть введены светостабилизаторы или пигменты. При этом сварные швы 3 могут быть расположены перпендикулярно или наклонно по отношению к опорной торцевой поверхности 6 лент 1 геокаркаса, а точки прижима образованы с помощью двух прижимов, один из которых имеет плоскую контактную поверхность, а другой – контактную поверхность в виде двух или более рядов выступов, расположенных в шахматном порядке. Стенки ячеек 10 скрепляют между собой и с укрепляемой поверхностью посредством соединительных элементов (на чертежах не показаны), пропущенных через отверстия 9 в стенках ячеек. Изобретение реализуют путем соединения полимерных лент 1 сварным линейными швами 3, расположенными в шахматном порядке (фиг.1, 2). Для увеличения прочности конструкции и для повышения прочности крепления (анкеровки) ее на грунтовой поверхности геокаркас может быть снабжен соединительными элементами, например полимерными тросами, пропущенными через отверстия в стенках ячеек и закрепленными на первой и последней лентах. Количество элементов выбирают в соответствии с характеристиками укрепляемой поверхности. Сварные швы имеют зону разрыва, равную от 0,1 до 0,3 высоты геокаркаса. При растяжении геокаркаса в рабочее состояние зоны разрыва сварных швов раскрываются, образуя щелевые отверстия, что улучшает условия дренажа и сообщение полостей смежных ячеек. Отверстия 9 в стенках ячеек 10 расположены равномерно по площади стенок. В любом вертикальном сечении стенки ячейки вне зоны сварного шва сумма размеров отверстий должна быть не более 30% от ее высоты. При выполнении этого условия прочность ленты на разрыв по линии отверстий будет примерно равна прочности наиболее слабого элемента геокаркаса, а именно прочности сварного шва, что удовлетворяет критерию равнопрочности конструкции. При изготовлении геокаркасов для укрепления глинистых и песчаных грунтов на объектах, где гидрологические условия не влияют на его функционирование, например на территориях с засушливым климатом, целесообразно выполнять конструкции из неперфорированных полимерных лент. Поверхность свариваемых лент может быть гладкой или тисненой для повышения коэффициента сцепления грунтового материала со стенками ячеек. Ленты 1 (фиг.1, 2) сваривают между собой путем введения в контактную зону сварки горячего твердого клина до получения вязкопластичного состояния. Затем клин выводят из зоны сварки и осуществляют сжатие лент с помощью двух прижимов. Один прижим имеет плоскую контактную поверхность, а другой – контактную поверхность в виде двух или более рядов выступов (на чертежах не показано). Согласно изобретению образующиеся углубления в зонах сварных швов имеют криволинейную форму без прямых и острых углов, например преимущественно полусферическую или форму усеченного конуса. Прочность получаемого сварного шва составляет более 56% от прочности исходной ленты, что превышает этот же показатель известного решения на 10-12%. При выполнении укрепительных работ геокаркас растягивают в рабочее состояние и устанавливают на предварительно подготовленную поверхность грунта. Затем геокаркас фиксируют на укрепляемом слое посредством анкеров (на чертежах не показаны). Аналогичным способом вплотную к первому устанавливают следующие геокаркасы, соединяя их между собой и с нижним слоем Г-образными анкерами (на чертежах не показаны). После этого в ячейки укладывают грунтовый материал, щебень, гравий, песчано-графийную смесь или бетон в зависимости от назначения объекта. Грунтовой материал – заполнитель ячеек воспринимает сжимающие нагрузки, а стенки ячеек воспринимают растягивающие (сдвиговые) напряжения. Внешние нагрузки распределяются равномерно по укрепляемой поверхности за счет сообщения между собой полостей ячеек, анкеровки и дополнительных соединительных элементов. Оптимальное расположение на стенках ячеек перфорационных отверстий обеспечивает надежный дренаж укрепляемого слоя грунта. Формула изобретения 1. Геокаркас ячеистой структуры, изготовленный из гибких полимерных лент, установленных на ребра и соединенных между собой линейными сварными швами при сжатии лент двумя прижимами с образованием в зонах сварных швов углублений от выступов одного из прижимов, отличающийся тем, что углубления в зонах сварных швов выполнены переменной площади по высоте, уменьшающейся в направлении к поверхности контакта лент, причем высота углублений составляет 0,55-0,75 толщины ленты. 2. Геокаркас по п.1, отличающийся тем, что опорная торцевая поверхность лент выполнена по длине ленты с чередующимися выступами и впадинами. 3. Геокаркас по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что углубления выполнены полусферической формы или в форме усеченного конуса. РИСУНКИ
PC4A – Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение
(73) Патентообладатель(и):
(73) Патентообладатель:
Дата и номер государственной регистрации перехода исключительного права: 17.08.2009 № РД0053650
Извещение опубликовано: 27.09.2009 БИ: 27/2009
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 23.11.2009
Извещение опубликовано: 20.11.2010 БИ: 32/2010
NF4A Восстановление действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение
Дата, с которой действие патента восстановлено: 27.11.2010
Извещение опубликовано: 27.11.2010 БИ: 33/2010
|
||||||||||||||||||||||||||
