Диссертация (1151746), страница 11
Текст из файла (страница 11)
При проведении работ отсутствуют неприятные запахи, а фильтрат на выходеиз контейнера пригоден для орошения земель.В США технология Geotube получила широкое применение как альтернативаотстойникам и навозохранилищам и является лучшим методом организации производственных работ.Примером применения может быть очистка отстойника на ферме в местностиНью Берн, США. На свиноводческой ферме отстойник был заполнен отходами инуждался в очистке. Для решения данной проблемы использовалась технология Geotube Dewatering.
Масса отходов с концентрацией твердых частиц 4 % была закачана из отстойника в контейнер Geotube, куда добавили безопасные для окружающейсреды полимеры, способствующие слипанию твердых частиц и отделению их от воды. Отфильтрованная вода просачивалась сквозь стенки контейнера. Контейнер задержал 90 % твердых частиц, плюс 78 % азота и 90 % фосфора.1.5.3. Обзор исследований по расчету рациональных параметров тканевых оболочекК вопросу исследования рациональных параметров геотекстильных контейнеров необходимо подходить с учетом физико-механических свойств материала, изкоторого изготовлен сам контейнер.
В нашем случае это техническая фильтрационная ткань на основе полипропилена со специальным покрытием.К основным техническим показателям ткани относятся: поверхностная плотность, г/м2 (масса 1 м2 ткани в г); плотность ткани, то есть число нитей на 10 см пооснове и утку; разрывная нагрузка, Н; прочность на раздирание, Н; разрывное иупругое удлинение, %; водоупорность, н/м2; воздухопроводимость, мм/с.51Важным показателем является прочность нитей (Ϭр), т.е. наибольшая нагрузка, которую растягиваемая нить выдерживает до момента разрушения. Произведение прочности нити на плотность нити дает усилие на единицу ширины, Т [68, 194].В действующих нормативных документах водопроницаемость (В), см/ч рекомендуется вычислять по формуле:∙где V – количество воды, прошедшее через образец за время испытания, см3;(1.1)A – рабочая площадь образца, см2;t – продолжительность испытания, ч.Для определения водопроницаемости важное значение имеют величина давления на образец (Р) и продолжительность испытания (t).Воздухопроницаемость определяется по той же формуле, что и водопроницаемость, только она измеряется в см/с, а рабочая площадь образца принимается равной 10 см2.В работах Б.И.
Сергеева и В.А. Волосухина [28, 29, 146, 152] проведены общие зависимости расчета мягких конструкций с учетом физико-механическихсвойств материала. Отмечено также, что гидротехнические мягкие конструкции вбольшинстве своем – конструкции большой длины и небольшой высоты, как и геотекстильные контейнеры. В этом случае можно принять допущение, что все поперечные сечения цилиндрической оболочки находятся в одинаковых условиях или,иными словами, принять допущение об отсутствии влияния продольных усилий наформу поперечного сечения мягких конструкций и величину поперечных усилий.При принятых допущениях задача сводится к расчету гибкой нити, загруженнойгидростатической нагрузкой. В работе [29] представлено дифференциальное уравнение:1""! " #$%&(1.2)для загруженных гибких бункеров сыпучими заполнителями, по форме идентичных геотекстильным контейнерам.52В.А Волосухин показал, что исходными данными для расчета гидротехнических мягких конструкций являются условия работы (вид нагрузки и внешних связей) [29, 148, 149].
Конечная цель расчетов – определение внутренних усилий и геометрических характеристик оболочки. Первая задача – отыскать форму оболочкипри действии известной системы сил. Обратная задача – известна форма оболочки,требуется отыскать действующую на нее систему внешних сил.В первом случае получаем решение в виде:во втором:'*)(!+ ,!( ,!(1.3)(1.4)Решение обратной задачи заключается в дифференцировании исходных уравнений с удовлетворением граничных условий.В 2008-2010 гг. инженерами Курского завода «Рассвет К» совместно с профессором В.А. Волосухиным и Е.А. Чижовым [43, 46, 177, 220] были разработаны и изготовлены гибкие длинномерные дамбы – максимально близкие конструкции к геотекстильным контейнерам. Дамба представляет собой замкнутую, плоско разворачиваемую оболочку длиной до 100 м, периметром до 16 м.
В заполненном рабочейсредой виде имеет цилиндрическую форму диаметром до 5 м.Расчет параметров такой дамбы в упрощенном виде можно представить, какрасчет геотекстильного контейнера, без учета фильтрационных свойств материала.Алгоритм назначения параметров гибкой дамбы следующий [120, 128, 129,147]:1. Приняв тип геотекстильного материала (ТК-80, ТК-100, ТК-120 или другой), назначается расчетное усилие.2. Из условий эксплуатации гибкой дамбы ее высота принимается для расчетного случая Н.3. Модулярный угол θ вычисляется по выражению:534.
Из выражения (1.5):44 "615%.//01 2744 " 15:определяется параметр H0,;9 485";(1.5)1 6 cos sin" -(1.6)1 6 cos -давление воды в основании дамбы A;5;.5. Раскройный периметр дамбы вычисляется по выражению:где HFF-,6G-,E+;22Bоб%.//01J $ KLM NJ $ KLM N.1 sin" ∙H4 cos -sin H!I(1.7)6. Зная расчетную ширину В гибкой дамбы, объем воды, находящейся в дамбе,определяется по выражению:O";∙ 1 E6G -,где HF2%.//011J $ KLM NJ $ KLM N0,5 sin" -!+ -,.F2sinR FH1T6sin 2HWI16 cos" - 360° 4(1.8)7. Геометрические параметры дамбывычисляются по следующим выражениям:где + Y, Z!G Y, Z!\;^]^; X1*XJ _ ` Mab` ^6 Y " sin" Z;;ΔY, Z!;ΔG Y, Z! 6 1 6 0,5Y " !+ Y, Z!#-, Z!(1.10)– эллиптический интеграл 1 рода;\; X1 6 Y " sin" ZcZ– эллиптический интеграл 2 рода.^(1.9)8. Используя формулы СНиП, проверяется устойчивость гибкой дамбы насдвиг.54Пользуясь накопленными исследованиями расчетных параметров гибких дамби принимая во внимание фильтрационные свойства материала, а также учитываяудаление воды в процессе эксплуатации, можно предложить новые методики определения рациональных параметров фильтрационных геотекстильных контейнеровдля обезвоживания и последующего удаления донных отложений.1.5.4.
Производство и эксплуатация геотекстильных контейнеров в РоссииАнализ производства геотекстильных контейнеров в России показал, что насегодняшний день на территории нашей страны существует две крупные компаниипо проектированию и производству новой технологии: «Адмир Евразия», Москва и«ГеоСтрой», Санкт-Петербург [45].«Адмир Евразия» работает по технологии, разработанной голландской компанией TenCate и осуществляет продажу геотекстильных контейнеров Геотуб (GeotubeTenCate), выполнение работ с применением технологии обезвоживания при помощигеотекстильных контейнеров, а также разработку проектной документации, связанной с экологической реабилитацией естественных и искусственных водоемов.
За годы существования компании было реализовано множество проектов с применениемданной технологии, среди которых: расчистка озера Комсомольское площадью 30га, г. Нижневартовск; расчистка шламонакопителей в Татарстане, Тверской, Кемеровской и Московской областях; расчистка природных и искусственных водоемов вМосковской области. Партнерами «Адмир Евразия» являются голландская компания TenCate, производитель контейнеров Геотуб (Geotube®) и американский концерн Ashland – производитель полимеров, представленный на российском рынкекомпанией Ashland Eurasia. Компания предлагает эффективное решение сложныхприродоохранных задач в следующих областях: расчистка водоемов, расчистка иловых карт, шламонакопителей, нефтесборных резервуаров и метантенков, обезвоживание отходов производства, рекультивация шламохранилищ.
«Адмир Евразия» оказывает свои услуги по европейской технологии, характеристики которой не всегдаотвечают требованиям Российских стандартов.55Компания «ГеоСтрой» выполняет аналогичные виды работ, но в основе своихтехнологий использует разработки компании Stavros Halioris, основанной ThracePlastics Co SA в Ксанти (Греция) в 1977 году.К сожалению, Россия выпала из общего интеграционного процесса.
Отсутствует даже единый стандарт на геосинтетическую ткань, который бы в полной мерехарактеризовал основные физико-механические и эксплуатационные свойства материала этого типа. Кроме того, нет единого стандарта на расчет и проектированиегеотекстильных контейнеров, отвечающего требованиям отечественных ГОСТов инормативов [50].Производства геотекстильных контейнеров из отечественного материала, отвечающих требованиям российских ГОСТов и нормативов, до настоящего временинет. Максимально близкой по технологии изготовления и по конструкции являетсягибкая водонаполняемая дамба производства Курского завода «Рассвет-К».В качестве силовых элементов в оболочках предлагается использовать высокопрочные синтетические материалы отечественного производства, имеющие полимерное покрытие по внутренней поверхности.Гибкие длинномерные дамбы используются в качестве временных гидротехнических сооружений для защиты от затопления объектов береговой зоны, возведения временных преград, водоподпорных плотин, заделки проранов, для временногохранения воды и т.д.Технология изготовления водонаполняемых дамб близка к технологии изготовления геотекстильных контейнеров из отечественного материала.
Отличие дамбыот контейнера состоит лишь в том, что контейнер изготавливается из техническойфильтрационной ткани. На оборудовании для производства дамб можно изготавливать геотекстильные контейнеры методом сшивания или при помощи термическойсварки.В случае применения на объекте геотекстильных контейнеров, несмотря на ихдовольно простую конструкцию, определяющее значение имеет разработка и проектировка параметров. В настоящее время в России применение геотекстильных контейнеров допускается только при инженерном сопровождении.
Научное обоснова-56ние и расчет контейнеров необходимы, т.к. они применяются в различных областяхводного хозяйства, начиная с обычной фильтрации водоемов и заканчивая утилизацией вредных отходов. Для изготовления контейнера в каждом случае необходимоподобрать соответствующий материал и рассчитать как все оказываемые на материал нагрузки, так и объем вещества, удаляемого после обезвоживания.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
