ЗНАЧИМЫЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ГЕОСИНТЕТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОНСТРУКЦИЙ ДАМБ, ХВОСТОХРАНИЛИЩ, ЗОЛООТВАЛОВ И ДРУГИХ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ

Гаркин Артём Игоревич,
руководитель направления горнодобывающей отрасли ООО «ТЕРАТЕКС»
Основополагающим этапом проектирования любой конструкции является определение функционального назначения необходимых материалов. Появление инновационных геосинтетических материалов заставляет пересмотреть значимые физико-механические показатели. Рассмотрим функцию разделения и гидроизоляции.
Функция разделения применяется для защиты от перемешивания слоев конструкции. Одним из устоявшихся параметров этих материалов является показатель поверхностной плотности, что не несёт значимой физической характеристики, т.к. современные технологии производства делают нетканые геотекстили с меньшей плотностью, но с большей прочностью [1]. Значит, поверхностная плотность не может отражать расчетные характеристики заданной функции, так как отражают только вес.
Значение прочностных характеристик и коэффициента фильтрации было рассмотрено в статье [1], где определено, что значимыми физикомеханическими показателями для разделяющей прослойки являются прочность при растяжении и коэффициент фильтрации.
Выбор прочностных характеристик современного геотекстиля, например, ТЕРАТЕКС ТС1600, позволяет сокращать издержки до 30% за счет меньшего объема материалов.
В сравнительной таблице представлены нормативные требования к разделяющим прослойкам.
Геосинтетические материалы, выполняющие функцию гидроизоляции, широко применяются при строительстве гидроизоляционных прослоек, например водоотводных каналов, для создания противофильтрационных экранов, в конструкциях золоотвалов и шламохранилищ.
На данный момент появилось несколько нормативных документов на глиноматы (ГОСТ Р 70090-2022) и геомембраны (ГОСТ Р 56586-2015), отражающих качественные показатели материалов. При этом основного критерия оценки гидроизоляции — испытания на водонепроницаемость в различных условиях эксплуатации — в имеющихся ГОСТ нет.
Сравним основные материалы, выполняющие функцию гидроизоляции (табл. 1).
Анализ данных табл. 2 позволяет говорить о том, что показатели относительного удлинения отличаются в несколько раз (от 15% до 700%), при этом сохраняя функцию гидроизоляции. Но очевидно, что при удлинении от 20% сооружение потеряет свою работоспособность в результате необратимой деформации. Следовательно, относительное удлинение должно находиться в диапазоне прогнозируемых расчётных деформаций.
Согласно ГОСТ 32491-2013 проводятся испытания на определение секущей жесткости материала. При этом осевая жесткость определяется, как правило, при деформации образца равной 2%. Данный показатель характеризует работу материала в реальных сооружениях при небольшом диапазоне относительного удлинения.
Например в ГОСТ Р 56586-2015 для гадких геомембран HDPE определяется условиях эксплуатации — в имеющихся ГОСТ нет.
Сравним основные материалы, выполняющие функцию гидроизоляции (табл.1).

Таблица 1. Физико-механические показатели разделяющих прослоек

Таблица 2. Физико-механические показатели различных материалов, выполняющих функцию гидроизоляции
Анализ данных табл. 2 позволяет говорить о том, что показатели относительного удлинения отличаются в несколько раз (от 15% до 700%), при этом сохраняя функцию гидроизоляции. Но очевидно, что при удлинении от 20% сооружение потеряет свою работоспособность в результате необратимой деформации. Следовательно, относительное удлинение должно находиться в диапазоне прогнозируемых расчётных деформаций.
Согласно ГОСТ 32491-2013 проводятся испытания на определение секущей жесткости материала. При этом осевая жесткость определяется, как правило, при деформации образца равной 2%. Данный показатель характеризует работу материала в реальных сооружениях при небольшом диапазоне относительного удлинения.
Например в ГОСТ Р 56586-2015 для гадких геомембран HDPE определяется предел текучести, после которого геомембрана теряет свои основные качественные физико-механические характеристики.
На основании табл. 2 и вышесказанного можно сделать вывод, что возможно использовать различные гео- синтетические материалы при учёте положений СП 39.13330.2012 с ИЗМ № з и подтверждении материалом свойств водонепроницаемости после воздействия проектных нагрузок. Одним из таких материалов является современный аналог геомембраны КАПЛАМ.
Оптимизация проектных решений, основанных на учете в расчетах значимых физико-механических показателей, позволит использовать современные, более удобные материалы с точки зрения логистики, монтажа и цены.

ООО «ТЕРАТЕКС» производство, техническое сопровождение и продажа геосинтетических материалов
453431, Республика Башкортостан, Благовещенский р-н, г. Благовещенск, ул. Социалистическая, соор. 71, помещ. 208
453431, Республика Башкортостан, Благовещенский р-н, г. Благовещенск, ул. Социалистическая, соор. 71, помещ. 208
Тел.: +7 (925) 151-01-07
E-mail: gai@teratexgeo.ru
Библиография:
- НаумовВ.В., АфонинП.В., Максимов Д. С. Фильтрационная способность геосинтетического материала, выполняющего функцию разделения // Известия ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева. 2022. Т. 306. С. 41-49.
Источник: Журнал Seymartec mining