Диссертация (1151746), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Транспортированиедонных отложений в геотекстильных контейнерах возможно, как в жидком состоянии, так и после обезвоживания. Применение новой технологии позволяет уйти отнарушения земель в пределах поймы, использования тяжелой техники, а такжеустройств для механического обезвоживания донных отложений. Конструкция иэксплуатация контейнеров проста, для их изготовления используются техническиеполимерные ткани, что не нарушает экологическую обстановку и в совокупностисокращает экономические затраты на проведение расчистки русел рек.3.5.
Технологии изготовления геотекстильного контейнера многократного использования на основе отечественных материалов3.5.1. Описание конструкции геотекстильного контейнераВ работе представлена новая конструкция геотекстильного контейнера, позволяющая его многократное использование.86В статическом состоянии геотекстильный контейнер (рис. 3.2) представляетсобой развернутое в ровную плоскость полотно 1, изготовленное из геотекстильногоматериала с перфорацией (2), по периметру которого находятся отверстия (3) дляшнуровки.Рисунок 3.2.
Геотекстильный контейнер в развернутом состоянииПри помощи шнуровки (4) геотекстильный контейнер сворачивают в гибкуюоболочку (рис. 3.3), к которой прикреплена напорная труба (5). После установки собранного контейнера на специально подготовленной площадке земснаряд по напорной трубе 5 передает пульпу внутрь контейнера. При этом свободная вода выходитчерез перфорацию 2 геотекстильного контейнера. В результате отделения воды происходит уплотнение осадка, уменьшающего его объем.87Рисунок 3.3. Геотекстильный контейнер в собранном состоянииВ результате потери влаги, донные отложения в геотекстильном контейнереобразуют материал, удобный для погрузки и транспортировки.
Контейнер вскрывают, а его содержимое вывозят. Наличие шнуровки позволяет использовать контейнер многократно, что экономически оправданно. В настоящее время ведутся исследования по определению рациональных параметров геотекстильных контейнеровмногократного применения, предназначенных для обезвоживания донных отложений.3.5.2. Экспериментальные исследования прочности отечественных технических тканейИспользуемые при расчистке рек геотекстильные контейнеры изготовлены изимпортных технических материалов. Как уже отмечалось, импортный геотекстильный материал по многим параметрам не отвечает требованиям ГОСТа РФ. Намибыли разработаны и спроектированы геотекстильные контейнеры, изготавливаемыеиз отечественных фильтрующих материалов. Для этого была исследована прочностьотечественной ткани на разрывные нагрузки, удлинение при разрыве и стандартнойнагрузке [57, 68].
Испытания проводились на машине универсальной с предельной88нагрузкой 5 т. с. типа УММ-5 ГОСТ 785561. Из каждого образца ткани отобрали 7проб в виде полосок: три по основе и четыре по утку. По данным обработки результатов исследований построены графики зависимости величины растяжения ткани отприложенной нагрузки, позволившие оценить прочность и гибкость материала идать рекомендации по подбору ткани для изготовления геотекстильных контейнеров.В результате были выбраны два образца технической ткани ТЛФ – 5-2 (ТУ8378-020-00320934-98) и ТБГ (ТУ 8378-020-00320934-98), приобретенные у производителя технических тканей ОАО «Курская фабрика технических тканей».
Результаты испытаний приведены в таблице 3.1.Таблица 3.1. – Результаты испытаний технических тканей на разрывТип тканиСредняя разрывнаянагрузка, кН/5 смпо основепо уткуОтносительное удлинениепри нагрузке, %по основепо уткуТБГ4,253,774,04,0ТЛФ-5-26,395,785,310,5Результаты показали, что ткань ТЛФ – 5-2 способна выдерживать разрывныенагрузки до 6,39 кН/5см – по основе и до 5,78 кН/5см – по утку (рис. 3.4) – что вполтора раза больше, чем может выдержать ткань ТБГ (рис.
3.5), и удлинение у неев два раза больше, чем у ткани ТБГ.Однако это не означает, что при выборе материала для изготовления контейнера однозначно будет выбрана ткань ТЛФ – 5-2. Ткань будет подбираться в зависимости от условий, в которых будут эксплуатироваться геотекстильные контейнеры. В случае необходимости обезвоживать небольшие объемы шлама или донныхотложений (отстойники на производстве), предпочтительней будет ткань ТБГ, т.к.
еефизико-механические свойства, вполне удовлетворяют требованиям данного видаработ, а стоимость почти в два раза меньше по сравнению с ТЛФ – 5-2.89График подобранной функции при разрыве ткани ТБГ по основеbyx=1,13±0,14Удлинение ткани (ε, %)y=1,13x-0,51r=1,01±0,12Усилие в ткани геоконтейнера, кН/5смРисунок 3.4. Результаты испытаний ткани ТБГ на разрушениепри разрывеГрафик подобранной функции при разрыве ткани ТЛФ-5-2 по основеУдлинение ткани (ε, %)byx=1,04±0,067y=1,04x-0,34r=0,996±0,065Усилие в ткани геоконтейнера, кН/5смРисунок 3.5. Результаты испытания ткани ТЛФ-5-2 на разрушениепри разрыве90Для определения показателей прочности отечественных технических тканейбыла использована машина универсальная типа УММ-5 ГОСТ 7855-61 производства«Завода испытательных машин» г. Армавир (табл. 3.2).Таблица 3.2.
– Основные характеристики машиныуниверсальной УММ-5ПараметрыВеличинаНаибольшая предельная нагрузкаНаибольший момент при поперечном изгибеЧисло шкал (поясов) нагрузок5000 кгс75000 кг см4Предельное значение шкалы (пояса) нагрузок:Шкала А500 кгШкала Б1000 кгШкала В2500 кгШкала Г5000 кгЦена наименьшего деления шкал (поясов) нагрузок:Шкала А1 кгсШкала Б2кгсШкала В5 кгсШкала Г10 кгс3.5.3. Обоснование отечественных типов материала для производства геотекстильных контейнеров.Геотекстильные контейнеры, используемые в России, изготавливаются из тканого материала Geolon, производителем которого является голландская компанияТеn Саte Nicolon. Geolon изготавливается из полос (лент) полипропилена (GeolonPP) или мультинитей полиэфира (Geolon PE).
Геотекстиль выполняет ряд функций –армирование и укрепление, разделение грунта, стабилизация, а значит, распределение локальных нагрузок, препятствование вымыванию частиц почвы.Геотекстиль Geolon PE, состоящий из пленочных нитей полиэтилена высокойплотности, имеет основное применение при дренаже и фильтрации, а также при91устройстве и защите речных берегов.
Геотекстиль Geolon PP применяется в дорожном строительстве в качестве разделительного и армирующего слоя. Возможно егоприменение в железнодорожном строительстве, в основании насыпей. ГеотекстильGeolon PET отвечает высоким требованиям к армированию грунтов и используетсяпри строительстве подводных фундаментов, свайных оснований. Геотекстиль, бесспорно, полезен при строительстве подпорных стенок (возможно возвести стенку суглом заложения в 90°). Геотекстиль обеспечивает также устойчивость армогрунтовой конструкции любой высоты. Геотекстильное полотно создает водопропуск иукрепляет слабое основание.
Укладка геотекстиля позволяет достичь стабилизацииподбалластного слоя железнодорожного полотна, увеличивая межремонтный период эксплуатации путей, а тканый геотекстиль повышает модуль упругости основания. В процессе укрепления берега геотекстиль также полезен, благодаря геотекстильным материалам строительство дамб проходит надежно. Уменьшение осадкиконструкции заметно сразу, сохраняются функции щебня и предотвращается вымывание почвы. Геотекстильные материалы необходимы для укрепления откосов, возведения фундаментов, особенно на слабых грунтах и там, где высокий уровеньгрунтовых вод.Такими же свойствами обладает фильтрационная высокопрочная ткань отечественного производства (Курская фабрика технических тканей), которая была испытана нами на разрывные нагрузки и на растяжение (таблица 3.3).
Были подобраныдва образца тканей ТЛФ-5-2 и ТБГ-360 с наиболее близкими физико-механическимисвойствами к геотекстилю Geolon PP (таблица 3.4).Проведя сравнительный анализ технических характеристик отечественныхтканей с GeolonPP (табл. 3.5) показано, что отечественный материал не уступает зарубежным аналогам. Более того, в некоторых случаях его физико-механическиесвойства выше, при этом отечественный материал в два раза дешевле и исключаетзатраты на доставку его из-за рубежа.92Талица 3.3. – Технические характеристики отечественных тканейСредняя разрывнаянагрузка, кН/мпо основепо уткуТип тканиОтносительное удлинениепри нагрузке, %по основепо уткуЗаводские данныеТБГ72,072,03030ТЛФ-5-2152,080,01610Данные по итогам испытанийТБГ85,075,44,04,0ТЛФ-5-2127,8115,65,310,5Таблица 3.4.
– Технические характеристики геоткани GeolonХарактеристики Ед.изм.Тип геоткани GeolonРР15РР40РР80РР100SРР120РР200РР 500Максимальная прочность на разрывПродольная/minкН/м16/1440/3988/80110/100ПоперечнаякН/м164086105454545132/120 220/200550/500УдлинениеПродольное%171599999Поперечное%121199101010Изготавливая геотекстильные контейнеры из отечественного материала и пороссийским стандартам, мы получаем не только экономический эффект, но и выполняем одну из целей «Госпрограммы развития сельского хозяйства на 2013-2020гг.» - импортозамещение. Также разработанная в диссертации технология соответствует целям Государственной программы № 328 от 15.04.2014 «Развитие промышленности и повышение ее конкурентоспособности», как развитие отечественныхпроизводителей в области геосинтетических материалов.93Таблица 3.5.
– Сравнение отечественных тканей с геотканями Geolon PPТип тканиТБГGeolon PP 80ТЛФ-5-2Geolon PP 20SСредняя разрывнаянагрузка, кН/мпо основепо уткуОтносительное удлинение при нагрузке, % Ориентировочнаястоимость, м2/руб.по основепо утку72,072,0303070,0888699260,0152,080,01610190,013212599320,03.5.4. Изучение фильтрационной способности геотекстильных материаловпри обезвоживании донных отложений в контейнереВыполнена оценка фильтрационных свойств отечественной фильтрующейткани ТЛФ-5-2 для применения в качестве контейнеров при обезвоживании донныхотложений в сопоставлении с импортной тканью Geolon PP80 (TenCate, Голландия),применяемой для указанных целей.Для этого были проведены лабораторные исследования (рис.
3.4, 3.5). Из указанных тканей были изготовлены образцы контейнеров по методу подобия от натуральной величины в масштабе 1:5 со следующими размерами: ширина 40 см, высота50 см.Рисунок 3.6. Отвод фильтрарта изопытного образца (Geolon PP80)Рисунок 3.7. Отвод фильтрарта изопытного образца (ТЛФ-5-2)94Опытные контейнеры были наполнены илистыми донными отложениями(пульпа консистенцией 1:6) объемом 30 л и установлены на штативе. С целью определения химического состава фильтрата под каждым контейнером был установленподдон для его сбора (рис. 3.4 и 3.5).В процессе проведения опыта замерялась в динамике высота осадка, объемвытекающей воды и температура воздуха (табл.
3.6).Таблица 3.6. – Изменение объема иловых отложений в процессе обезвоживания№ВремяизмеренийТем-ра, t С1234567891011121324.02.17 9:009:3010:0011:0012:0013:0015:0019:0025.02.17 9:0015:0026.02.17 9:0027.02.17 9:0028.02.17 9:00+4+4+5+5+7+7+7+5-3+2+3+3+5°Образец из тканиТЛФ-5-2Высота, смОбъем, см250,030 000,025140,041,920400,034,015600,026,011700,019,510800,018,09900,016,59480,015,88280,013,87800,013,007680,012,87680,012,87560,012,6Образец из тканиGeolon PP80Высота, смОбъем, см25030 000,027000,045,025200,042,023400,039,021900,036,520040,033,418000,030,014880,024,813080,021,812000,020,010920,018,29480,015,88400,014,0Было установлено, что время активного отделения фильтрата составило первые 5 часов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
