Новое в
Прудоне
Фото-
новости
Конкурс Обучение Независимое
мнение
Сегодня от
редактора
Пресс-центр
ПРУДОН-494
Последняя
новость
 
ОТЧЕТ О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ

«Лабораторные испытания на прочность пластиковых геоячеек «Прудон-494»
для оценки возможности применения их при укреплении поверхностей
откосов земляного полотна железных дорог»

       СОДЕРЖАНИЕ

       ВВЕДЕНИЕ
       1. ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ
       2. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ГЕОЯЧЕЙКАМ
       3. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА
       3.1. Определение прочности материала при разрыве
       3.2. Определение прочности сварного шва
       3.3. Контроль геометрических параметров геоячеек
       4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
       4.1. Результаты испытаний геоячеек «Прудон-494» на разрыв
       4.2. Результаты исследований прочности шва геоячеек «Прудон-494»
       4.3. Результаты измерений геометрических параметров геоячеек «Прудон-494»
       5. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

      ВВЕДЕНИЕ

      В данной работе проведено исследование механических свойств пластиковых геоячеек «Прудон-494» с целью выявить возможность применения их по условиям прочности и деформативности при укреплении поверхностей откосов земляного полотна железных дорог. В отчете приводятся результаты лабораторных исследований прочностных и деформативных свойств геоячеек «Прудон-494», контроля геометрических параметров, и дается заключение о возможности их применения.

      1. ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ

      Геоячейки «Прудон-494» представляют собой объемную конструкцию, изготовленную из полимерных лент, соединенных между собой сварными швами. Конструкция в свернутом (сложенном) виде представляет собой гибкий компактный модуль, а в развернутом состоянии образует ячеистую структуру с заданными геометрическими очертаниями и размерами. Геоячейки «Прудон-494» выпускаются ОАО «494 УНР» по ТУ 2246-002-07859300-97 с изменением №1.

      2. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ГЕОЯЧЕЙКАМ

      Основные технические требования к исследуемой продукции изложены в документе «Временные технические условия для опытного применения геоячеек при укреплении поверхностей откосов земляного полотна железных дорог». Требования к прочности и деформативности материала геоячеек, регламентируемые ВТУ, следующие:

- растягивающая нагрузка при достижении условного
предела текучести полосы шириной 50 мм при расстоянии
между зажимами 100 мм, Н, не менее…………………………………… 1000

- относительное удлинение при условном пределе т
екучести, %, не более……………………………………………………………… 15

      Требования к геометрическим параметрам, регламентируемые ВТУ, следующие:

- Толщина полос, применяемых для изготовления
геоячеек, мм, не менее…………………………………………………………… 1.5
- отклонение угла между швом и основанием геоячеек
от прямого, град., не более…………………………………………………… 5

      ВТУ непосредственно не содержат требований к прочности сварных швов геоячеек. При определении граничного значения прочности сварного шва были использованы требования, изложенные в технических условиях на изготовление геоячеек ТУ 2246-002-07859300-97, а именно: разрывная нагрузка для ленты шириной 100 мм со сварным швом должна быть не менее 925 Н.

      3. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

      3.1 Определение прочности материала при разрыве

      В соответствии с требованиями ГОСТ 11262-80 из образца геоячеек изготавливались испытательные пробы – полоски размером 5х20 см таким образом, чтобы прилагаемое усилие совпадало с продольным направлением пластиковой ленты. В процессе испытаний определялись:
- наибольшая растягивающая нагрузка, которую выдерживает испытательная проба (Н);
- относительное удлинение на расчётной длине 100 мм при наибольшей растягивающей нагрузке (%);
- растягивающая нагрузка при достижении условного предела текучести полоски шириной 50 мм при расстоянии между зажимами 100 мм (Н);
- относительное удлинение при условном пределе текучести(%);

      3.2 Определение прочности сварного шва

      Ширина испытательной пробы, содержащая сварной шов, была выбрана равной фактической ширине пластиковой ленты геоячеек (номинально 100 мм), что наилучшим образом соответствует проверке работы соединения в условиях реальной эксплуатации. Ширина пробы при этом в два раза больше стандартной ширины полоски, применяемой при определении прочностных свойств материала 50 мм. Для сохранения пропорций испытательной пробы длину рабочей зоны также увеличили в два раза. Полная длина испытательной пробы определялась с учетом ширины захватов испытательной машины и составляла около 310 мм.

      Методика испытания содержит следующие основные моменты:

- количество испытательных проб – 5 шт.;
- ширина испытательной пробы равна 100 мм;
- расстояние между захватами в свету равно 200 мм;
- закрепление испытательной пробы в захватах производится таким образом, чтобы линия шва находилась на расстоянии 1/3L, где L – расстояние в свету между захватами испытательной машины.
- моментом отрыва считался момент прекращения приращения нагрузки.

      Схема испытания приведена на рис. 3.1.

      Для сравнения прочности сварного шва на отрыв с прочностью основного материала были проведены по той же методике испытания пяти вырезанных из пластиковых лент геоячеек полосок шириной 100 мм и рабочей длиной 200 мм, не содержащих сварного шва.

      3.3 Контроль геометрических параметров геоячеек

      Ширина и толщина пластиковых лент геоячеек определялась штангенциркулем по ГОСТ 166-88 в нескольких случайным образом выбранных точках измерения.

      Угол отклонения сварного шва от прямого измерялся с помощью угломера по ГОСТ 5378-88.

      4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

      Результаты исследования геоячеек «Прудон -494» представлены в табличной форме. В таблицах приведены значения контролируемых параметров для каждой из пяти проб. Статистическая обработка результатов испытаний включает в себя вычисление математического ожидания M случайной величины X, многократно определяемой в эксперименте; среднеквадратического отклонения S случайной величины; коэффициента вариации V; n–число проб.

       4.1. Результаты испытаний геоячеек « Прудон 494» на разрыв Результаты испытаний геоячеек « Прудон 494» на разрыв приведены в таблицах 4.1 и 4.2.

Таблица 4.1.
Результаты испытаний на разрыв материала геоячеек « Прудон 494», ширина пробы 50 мм
Номер пробыНаибольшая нагрузка,
Н
Деформация при наибольшей нагрузке,
%
Нагрузка при условном пределе текучести,
Н
Деформация при условном пределе текучести,
%
1 1703 10,9 1333 3,4
2 1637 10,9 1257 3.4
3 1746 10,2 1351 3,2
4 1726 10,5 1318 3.3
5 1735 10,9 1321 3,3
M 1710 10,7 1316 3,3
S 43 0,3 35 0,1
V,% 2,5 2,9 2,7 2,3

Таблица 4.2.
Результаты испытаний на разрыв материала геоячеек « Прудон 494», ширина пробы 100 мм
Номер пробы Наибольшая нагрузка,
Н
Деформация при наибольшей нагрузке,
%
Нагрузка при условном пределе текучести,
Н
Деформация при условном пределе текучести,
%
1 3243 10,8 2504 3,5
2 3266 10,8 2463 3,1
3 3240 10,9 2436 3,2
4 3270 10,3 2465 3,1
5 3260 10,5 2465 3,2
M 3256 10,6 2466 3,2
S 14 0,3 24 0,2
V,% 0,4 2,4 1,0 4,7

       4.2. Результаты исследований прочности шва геоячеек «Прудон 494»

       Результаты исследований прочности шва геоячеек « Прудон 494» на отрыв приведены в таблице 4.3.

Таблица 4.3.
Результаты испытаний для определения прочности шва на отрыв геоячеек « Прудон 494», ширина пробы 100 мм
Номер пробы Наибольшая нагрузка,
Н
Деформация при наибольшей нагрузке,
%
1 3186 7,8
2 3225 7,8
3 3166 7,6
4 3210 9,4
5 2963 5,9
M 3150 7,7
S 107 1,2
V,% 3,4 16,0

       Среднее значение максимальной нагрузки по результатам испытаний пяти проб со сварными швами – 3150 Н, без сварных швов – 3256 Н. Таким образом, прочность сварного шва геоячеек «Прудон – 494» на отрыв составляет 97% прочности основного материала.

       Разрывная нагрузка сварного шва таким образом значительно превышает минимально допустимое значение по ТУ– 925 Н.

       4.3. Результаты измерений геометрических параметров геоячеек «Прудон–494» В таблице 4.4 приведены результаты измерения толщины и угла отклонения шва от перпендикуляра к продольному направлению, проведенные для пяти случайно выбранных участков образца геоячеек.

Таблица 4.4.
Результаты измерения ширины и толщины ленты геоячеек «Прудон-494»
Номер точки замера Ширина ленты,
мм
Толщина ленты,
мм
1 99,3 1,4
2 99,7 1,5
3 99,5 1,5
4 100,5 1,5
5 100,0 1,5
6 99,8 1,4
7 99,5 1,5
8 100,0 1,4
9 100,0 1,6
10 99,8 1,3
11 100,0 1,5
12 100,3 1,4
M 99,87 1,46
S 0,34 0,079
V,% 0,3 5,4

       Согласно ВТУ, отклонение угла между швом и основанием геоячеек от прямого должно быть не более ±5°. По результатам проведенных замеров превышений требуемого значения по этому параметру не выявлено.

       Средняя толщина пластиковой ленты геоячеек – 1,46 мм – практически соответствует (чуть ниже) минимально допустимого по ВТУ значения, равного 1,5 мм.

       Ширина и толщина ленты соответствуют требованиям ТУ на изделие.

       5. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

       Результаты проведенных исследований прочностных свойств геоячеек « Прудон 494» представлены в сводной таблице 5.1, где в качестве расчетного значения исследуемого параметра принимается:

       Прф±СКОП,

       где Пр исследуемый параметр,
       Пф фактическое значение, полученное в эксперименте
       СКОП среднеквадратическое отклонение параметра.

Таблица 5.1.
Сводная таблица результатов испытаний геоячеек «Прудон 494»
Показатель Единица измерения Допустимое значение Фактическое значение Расчетное значение
ВТУ ТУ на изделие
Растягивающая нагрузка при достижении условного предела текучести полоски шириной 50мм
Н >1000   1316 1281
Относительное удлинение при условном пределе текучести
% <15   3,3 3,4
Разрывная нагрузка шва
Н   >925 3150 3034
Наибольшая прочность полоски шириной 50мм
Н/мм2   >18,5 22,8 -

       Анализ результатов испытаний, приведенных в сводной таблице (табл. 5.1) дает основание утверждать, что расчетные параметры геоячеек « Прудон 494» удовлетворяют требованиям ВТУ по условиям их работы в качестве защитного каркаса для укрепления поверхностей откосов земляного полотна железных дорог. Следует отметить высокие прочностные характеристики материала в зоне упругих деформаций (запас по прочности составил около 30%), удовлетворительные деформативные свойства. Полученные данные свидетельствуют о стабильности свойств геоячеек: коэффициент вариации по нагрузке составил 2,7 %, по деформации–2,3 %.

       Следует заметить, что толщина ребер пластиковых геоячеек, заявленная производителем и получившая подтверждение в ходе проведения контрольных замеров, незначительно ниже минимального значения этого параметра, указанного в ВТУ. Однако, как подтвердилось в ходе проведенного исследования, это обстоятельство не оказало влияния на прочностные свойства геоячеек. В целом, по результатам контроля геометрических параметров, состояние геоячеек «Прудон 494» можно считать удовлетворительным.

       Исходя из выводов по результатам испытаний, можно рекомендовать применение геоячеек « Прудон 494» для защиты откосов земляного полотна на ж.д. линиях РФ.

 
© 2002-2017. ОАО 494 УНР Все права защищены. На главную