Диссертация (1141530), страница 10
Текст из файла (страница 10)
движение жидкости в стыках происходить благодаря тепломассопереносу, их можно считать практически водонепроницаемыми.При классе бетона по водонепроницаемости равным W12 Kсб.о≤0,06∙10-5м/сут [88].Для сравнения характеристик базальтопластиковой футеровки с методомустройства вторичной обделки железобетонных блоков принимаем Kf вторичнойобделки равным (0,81 – 2,78) ∙10-5 м/сут.Поступление вод в канализационный коллектор d = 3,15 м рассчитываетсяна длину 10 м.
На глубине 20 м грунтовые воды создают давление до 16 м вод.ст.(He = 0,16 МПа). Для определения H0 рассмотрим случай полного заполнения канализационного коллектора, при этом H0 = 0,28 МПа.Результаты расчетов по формулам (5), (6) показали, что песок (Кf =18 м/сут)и суглинок (Кf =0,4 м/сут) значительно не влияют на результаты. В связи с этим втаблице 3.6 представлены результаты в общем виде.72Таблица 3.6 - Фильтрационные параметры, взятые за основу при расчетах поформулам (5), (6)Конструкции канализационного коллектораЖелезобетонные блокис базальтопластиковойфутеровкойЖелезобетонные блокис вторичной защитойДавление,м.вод.ст.HHeКоэффициент фильтрации, м/сутH0 ФутеровкиЖелезобетонных ВторичнойГрунтаблоковобделки12,314,9 2,60,83∙10-70,069∙10-5-1412,214,9 2,6-2,1∙10-50,82∙10-514В таблице 3.7 приводится результаты расчетов по формулам (1), (2) исходяиз фильтрационных параметров, представленных в таблице 3.6.Таблица 3.7 - Результаты расчетов по формулам (5), (6)Конструкции канализационного коллектораЖелезобетонные блокис базальтопластиковойфутеровкойЖелезобетонные блокис вторичной защитойПриток и утечки из выработки приL=10 м и за 0,5 часаЧасть напорам3(л)q по СП129.13330.2011[83] (л)Погашенного вж/б обделке φДействуетна покрытие0,0280,595,60,09/9%0,913/91%0,0941,975,6--Результаты расчетов (таблица 3.7) показали, что герметичность базальтопластиковой футеровки в 3-4 раза превосходит вторичную отделку канализационных коллекторов (0,59<1,97л).
Так же при испытания вторичная обделка коллекторов показывает порядка 30-35% утечек воды от нормативных значений, тогдакак базальтопластиковая футеровка показывает 8-10%, что в свою очередь выше в3,5 раза.733.2.6 Механические испытания железобетонных блоков сбазальтопластиковой футеровкой для повышения геоэкологическойустойчивости канализационных коллекторов, имитирующиеэксплуатационные нагрузкиИспытания сборных железобетонных блоков с базальтопластиковой футеровкой проводили в соответствии с ГОСТ 8829-94 и СП 63.13330.2012 [52, 55], врезультате которых определялись значения нагрузок до разрушения конструкциипри прочностных испытаниях (I группа предельных состояний) и определенияширины раскрытия трещин и прогибов под контрольной нагрузкой при испытаниях на трещиностойкость (II группа предельных состояний) [104].Целью испытаний являлось определение прочности и трещиностойкостисборных железобетонных блоков с базальтопластиковой футеровкой для канализа-ционных коллекторов при действии нагрузок от горного давления и домкратных нагрузок.
Образцы представляли собой железобетонные блоки с базальтопластиковой футеровкой. Нагружение осуществлялось в соответствии со схемами №1 и №2 (Рисунок 3.14).Рисунок 3.14 - Схемы нагружения железобетонных блоковс базальтопластиковой футеровкойРг – вертикальная нагрузка, Рв – горизонтальная нагрузка74Вертикальная нагрузка (Рв) создавалась 100-тонными гидравлическимидомкратами. Горизонтальная нагрузка (Рг) создавалась 100-тонными гидравлическими домкратами [121].Значения нагрузок в соответствии с нормативными документами [102, 103,105] представлены в таблице 3.8.Таблица 3.8 - Контрольные нагрузки при испытании блока обделкиКонтрольные нагрузки, кНВертикальная (Рв)Горизонтальная (Рг)По прочности600300По образованию трещин250125По раскрытию трещин до контрольнойвеличины 0,3 мм400200Испытания образцов на эксплуатационные нагрузки проводились на стенде,установленном в экспериментальном цехе АО «НИИМосстрой». Испытательныйстенд оборудован силовой плитой пола, имеет усиленные металлические опоры,обеспечивающие подвижность (шарнирность) опирания элементов и возможностьих перемещений в горизонтальной плоскости при вертикальном и горизонтальномнагружении [56].Ширину раскрытия трещин определяли микроскопом МПБ-2.
Прогибы блока и деформации базальтопластиковой футеровки при испытании измеряли прогибомерами ПМ. Схема расположения прогибомеров ПМ представлена на рисунке 3.15.Рисунок 3.15 – Схема расположения прогибомеров ПМ75Нагружение блоков производилось степенями (не более 10% от расчетныхнагрузок по образованию трещин и не более 10% от расчетных нагрузок прочности)При испытании блоков на нагрузки, имитирующие давление грунта в тоннеле, опирание блоков осуществлялось на одну шарнирную опору и на одну неподвижную опору. Одна из опор, на которую передавалась горизонтальнаянагрузка, имела возможность горизонтального перемещения.
Вертикальнаянагрузка передавалась на блок через металлические рельсы (Рисунок 3.16).Рисунок 3.16 – Общий вид стенда при испытании блоков по схеме № 1При испытании на нагрузки, имитирующие давление от щитовых домкратовпо схеме № 2, блок устанавливали в вертикальном положении в пресс ИПС-1000.Нагрузка на блок передавалась с помощью полусфер, установленных в местахконтакта щитовых домкратов и блока. Нагружение производили до суммарнойнагрузки 1400кН, по 700кН от каждого домкрата (Рисунок 3.17).76Рисунок 3.17 – Общий вид стенда при испытании блоков по схеме № 2В результате проведенных испытаний железобетонных блоков с базальтопластиковой футеровкой, имитирующих горное давление, было установлено, чтопод действием контрольных нагрузок по прочности Рв = 600 кН и Рг = 300 кН блокобделки сохранили несущую способность.Нагрузки образования трещин в блоке составили Рв = 350 кН и Рг = 175 кН,что на 38% выше расчетных нагрузок.
Раскрытие трещин до расчетной величиныα = 0,3 мм при нагрузках Рв = 400кН и Рг = 200кН достигнуто не было, максимальная ширина раскрытия трещин при этих нагрузках составила 0,28 мм. В зонах расположения анкеров сколов (отслаивания) от поверхности блоков базальтопластиковой футеровки не выявлено.Прогибы в центральной точке блоков с базальтопластиковой футеровкойсоставили: по длинной стороне – 7,4 мм; по короткой – 3,4 мм, что на 20% ниже,чем у традиционных блоков обделки [40].В результате проведенных испытаний железобетонных блоков с базальтопластиковой футеровкой, имитирующих давление от щитовых домкратов, быловыявлено отсутствие трещин, местных разрушений в бетоне и в базальтопластиковой футеровке.77Испытания железобетонных блоков с базальтопластиковой футеровкой,имитирующие давление горных пород и давление от щитовых домкратов, показали хорошие результаты: высокую трещиностойкость конструкций и увеличениена 40% прочностных характеристик от контрольных нагрузок.Таким образом, используя готовые железобетонные блоки с базальтопластиковой футеровкой для возведения канализационных коллекторов, можно значительно повысить их долговечность, увеличить межремонтные интервалы, обеспечить геоэкологическую устойчивость.3.3 Экологическая оценка материала по составу и свойствамДля проведения экологической оценки базальтопластика по составу и свойствам была использована методика экологической оценки по жизненному циклуматериалов по критериям их экологической устойчивости для окружающей средыи человека [125].Методика экологической оценки базальтопластика по его жизненному циклу состоит из 4 пунктов [75, 99]:- разработка и описание жизненного цикла материала;- оценка воздействий, возникающих на протяжении жизненного цикла;- анализ, направленный на совершенствование и оптимизацию качества материала;- анализ, направленный на экологическую классификацию и обосновывающий их выбор для использования в строительстве.Особенностью экологической оценки по жизненному циклу строительныхматериалов сложного состава является оценка всего материала, так и его отдельных компонентов.
Сделать это можно с помощью анализа по жизненному циклунагрузки на окружающую среду для полученного материала.Анализ жизненного цикла строительного материала позволил выявить следующие этапы:781) Добыча (доступность сырья, нагрузка на окружающую среду в результатедобычи, энергоемкость этого процесса).2) Производство компонентов состава материала и их транспортировка.3) Процесс строительного производства с образованием отходов.4) Эксплуатация с оценкой экологической эффективности, универсальности,ремонтопригодности, долговечности, взаимодействия с другими элементами конструкций и материалами.5) Завершение жизненного цикла (простота и необходимость сортировки,разделки и т.п., утилизация, использование в новых материалах и изделиях).В таблице 3.9 представлена схема оценки нагрузок по жизненному циклустроительного материала на окружающую среду.79Таблица 3.9 - Схема оценки нагрузок на окружающую среду по жизненному циклу строительного материала (СМ)80Оценочные показатели присваиваются материалу по следующим «экологическим факторам»: повреждение экосистем, дефицитность сырья, эмиссия вредных веществ в окружающую среду в виде выбросов, затраты энергии за счёт еёпотребления, здоровье человека и «экологическое здоровье» и положение с отходами.Перечисленные факторы являются показателями экологического качестваматериала, то есть показателями экологических свойств материала.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
