GEOBRUGG AG: Teste la scara larga, cu sisteme flexibile de stabilizare a taluzurilor

In cadrul unui proiect de cercetare al Comisiei pentru Tehnologie si Inovare (CTI) din cadul Departamentului Federal Elvetian al Afacerilor Economice, Educatiei si Cercetarii, sub conducerea Universitatii de Stiinte Aplicate Berna din Burgdorf s-au efectuat, in Winterthur (Elvetia), teste la scara larga cu sisteme flexibile de stabilizare a taluzurilor.

Articolul de fata ofera o imagine de ansamblu asupra testelor efectuate, precum si ale rezultatelor acestora. In plus, prin calcul invers, s-a verificat conceptul de dimensionare RUVOLUM.

In colaborare cu partenerul Geobrugg AG, au fost perfectate un numar de 31 de teste la scara mare cu sisteme flexibile de stabilizare a taluzurilor. Analiza, in detaliu, a capacitatii portante a diferitor sisteme flexibile a fost posibila prin varierea distantei intre tijele de ancoraj si prin folosirea mai multor tipuri de materiale de umplutura. 

ECHIPAMENTE DE TESTARE

Echipamentul de testare a constat dintr-un cadru de otel de 13 m x 15 m, care a fost umplut cu pietris pe o suprafata de 10 m x 12 m, pana la o grosime a stratului de 1,20 m. Cu ajutorul unei macarale de 500 to, inclinatia cadrului a putut varia intre 0° si 85°.

Fundul cadrului si peretii au fost inchisi cu dulapi din lemn. Pentru a asigura formarea suprafetelor de alunecare in interiorul materialului si nu de-a lungul suprafatei de contact dintre baza cadrului si material, s-au montat sipci de lemn cu o sectiune transversala de 30 mm x 60 mm, crescand, astfel, rugozitatea pe directie transversala (foto 2).

Plasa a fost fixata pe cablurile superioare si inferioare de suport. Pentru a crea efectul de panta infinita, plasa a fost fixata lateral cadrului cu profile U. Aceasta a creat o acoperire rigida pe directie laterala. Ca tije de ancoraj, au fost folosite bare tip Gewi D = 28 mm sau D = 32 mm, care au fost introduse in tuburi rigide de camasuire. Legatura cu cadrul de otel a fost realizata prin intermediul unor placi de baza sudate de capetele tijelor, placi care au fost, la randul lor, prinse de alte placi din otel situate pe fundul cadrului. Tuburile de camasuire au fost introduse in tevi metalice fixate de placile de baza. Tija este considerata incastrata perfect la prinderea ei de cadru.

Pentru fixarea plasei s-au folosit placi de ancoraj potrivite. Marginile transversale ale plasei au depasit latimea cadrului cu 2,0 m pana la 3,5 m si au fost interconectate cu elementele specifice sistemului.

Pentru a preveni trecerea pietrisului prin ochiurile plasei, incepand cu testul 4, sub plasa a fost prevazut un geotextil cu ochiuri de 20 mm x 20 mm avand o rezistenta neglijabila la tractiune si fara functie statica.

OBIECTIVE

Obiectivul principal la efectuarea testelor la scara mare a fost analiza si mai buna intelegere a capacitatii portante a acestui tip de sistem de stabilizare a taluzurilor, sub diferite conditii limita, cat mai apropiate de realitate.

In cadrul proiectului de cercetare, au fost analizate numai instabilitatile superficiale avand o grosime a stratului de 1,20 m. Stabilitatea globala si dimensionarea sistemului de ancoraje, in vederea prevenirii mecanismelor de cedare cu planuri in adancime, nu sunt tratate aici. Experimentul a fost realizat pentru a obtine datele necesare in vederea aplicarii in practica a sistemului.

MATERIALUL DE UMPLUTURA FOLOSIT

In unele teste s-a folosit pietris cu granulatie 16 mm – 32 mm care, din punct de vedere al testelor comparative in aceleasi conditii, s-a dovedit a fi optim. In alte teste s-a folosit pietris nisipos cu o granulatie de 0 mm – 63 mm, obtinut din materiale sparte reciclate. Acesta din urma are o frecare buna intre particulele solide, putand fi asimilat cu pantele de grohotis.

DISPOZITIVELE DE MASURAT SI TESTUL

Pentru a servi ca nivel de referinta, a fost scanata suprafata, in pozitie orizontala, cu un dispozitiv laser, inclusiv capetele tijelor si cadrele metalice. Scanarea a fost repetata dupa fiecare schimbare a inclinarii cu 5° (fig. 1).

Cu ajutorul diferitelor dispozitive de masurare si inregistrare, s-au cules informatii privitoare la inclinarea cadrului metalic, deplasarea tijei mijlocii de la partea superioara, fortele din cablurile superioare si inferioare, precum si eforturile dezvoltate in tijele selectionate.

REZULTATELE TESTELOR

Articolul de fata prezinta doar un extras din volumul total de informatii culese.

In vederea analizei capacitatii portante si a deformatiilor sistemelor flexibile de stabilizare, s-au comparat rezultatele scanarii laser la inclinarea cadrului metalic la 60°, singura diferenta (fig. 2 si 3) constituind-o diametrul firului de sarma al plasei. Cu cat plasa este mai puternica, cu atat ea este mai rigida, deformatiile rezultate sunt mai mici, iar materialul de sub ea tinde sa se deplaseze mai putin.

Testele evidentiaza influenta pozitiva a instalarii placilor de ancoraj in alveole create anterior. Acestea faciliteaza o mai buna tensionare a plasei, reducandu-se, astfel, deformatiile, ceea ce are un efect semnificativ asupra capacitatii de rezistenta a intregului sistem.

Un rol important il are si geometria plasei, impreuna cu modul de transfer al fortei din plasa catre sistemul de ancoraj. Odata cu introducerea, la sfarsitul anilor 1990, a plaselor din otel de inalta rezistenta cu forma romboidala, a devenit posibila dispunerea tijelor intr-un caroiaj flexibil, randurile fiind decalate cu jumatatea distantei orizontale dintre tije. Anterior, era comuna doar dispunerea ancorelor in colturile panourilor, care erau executate din cabluri (dispunere in patrat).

Daca distanta orizontala dintre tije este „a” si este egala cu cea verticala „b”, intre tije avem o arie „a x 2b”. Transferul fortei de la tija catre tija (fig. 3) urmareste geometria plasei. Avand parte de cea mai buna distributie posibila a fortelor, aceasta are un efect pozitiv asupra capacitatii de rezistenta si asupra modului de deformare al acestui tip de sisteme flexibile.

Testele au facut posibila examinarea conceptului teoretic de dimensionare RUVOLUM. Acesta se bazeaza pe un model care ilustreaza conditiile reale intr-o maniera simpla dar suficient de exacta. Analiza scanarii laser releva conformitatea conceptului cu realitatea.

CONCLUZII

Testele la scara larga efectuate creeaza un fundament ideal pentru o mai buna intelegere a capacitatii portante a sistemelor flexibile de stabilizare a taluzurilor. Totodata, ele permit compararea, in aceleasi conditii, a diferitelor tipuri de plase, precum si dezvoltarea ulterioara si adaptarea acestora la cerintele specifice proiectului.

Dimensiunile cadrului metalic au fost bine alese, in vederea simularilor instabilitatilor de suprafata. In cadrul unor teste complementare vor putea fi inregistrate rezultate suplimentare referitoare la impactul asupra tijelor de ancoraj si in special, asupra capetelor acestora.

A fost posibila, astfel, verificarea conceputului de dimensionare RUVOLUM. Conceptul de dimensionare este confirmat de rezultatele testelor si de experienta acumulata in decursul a peste 15 ani.

Autori:
dipl. ing. Marius Bucur – Geobrugg AG, Romania
dipl. ing. George Corbescu – Geobrugg AG, Elvetia 

Contact
GEOBRUGG AG
Romania
str. Zizinului, nr. 2, Bl. 40, Sc. C, ap. 3
500414 Brasov
Romania

Marius Bucur, Dipl. Ing.
Country Manager Romania
Natural Hazards, Geotechnical products, Ground support, Impact protection
Telefon +40 268 317 187
Mobil +40 74 018 90 83
https://www.geobrugg.com/index_ro.html 

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 142 – noiembrie 2017, pag. 20