RU134953U1

RU134953U1 - STRUCTURE OF A SLIDING FLEXIBLE THREE-DIMENSIONAL GRILLE FOR STABILIZATION OF SOIL

Info

Publication number: RU134953U1
Application number: RU2013122592/03U
Authority: RU
Inventors: Светлана Сергеевна Мельникова; Борис Григорьевич Денисов; Владимир Леонидович Капустин
Original assignee: Светлана Сергеевна Мельникова; Борис Григорьевич Денисов; Владимир Леонидович Капустин
Priority date: 2013-05-16
Filing date: 2013-05-16
Publication date: 2013-11-27

Abstract

1. Структура раздвижной гибкой трехмерной решетки для стабилизации грунта, состоящая из матрицы полых ячеек, имеющих в раздвинутом состоянии решетки открытые торцы для заполнения наполнителем, где указанная матрица полых ячеек образована множеством вертикально установленных и взаимно пересекающихся с предварительно заданным интервалом полимерных полос одинаковой длины и ширины, каждая из которых имеет верхний и нижний края, а также первую поверхность, определяющую ширину полимерной полосы, и вторую поверхность, параллельную первой поверхности полосы, при этом полимерные полосы изготовлены из листов полимерного материала, полученного с использованием технологического процесса переработки полиэтилена и/или полипропилена, имеющего плотность не менее 0,86 г/см, а соседние полимерные полосы скреплены между собой в местах пересечения вертикальными сварочными швами с образованием в плоскости указанных торцов двухмерной периодической структуры, одно из направлений периодичности которой характеризуется синусоидальной формой краев указанных полос и задает фиксированную ширину упомянутой решетки, а другое направление периодичности задает направление расширения решетки, при этом каждая из полых ячеек имеет равную высоту величиной до 300 мм включительно.2. Структура по п.1, характеризующаяся тем, что каждый из сварочных швов ориентирован под углом 90° к протяженной стороне полимерных полос, а полимерные полосы скреплены между собой попарно так, что в направлении растягивания решетки сварочные швы каждых двух соседних пар полимерных полос смещены относительно друг друга в плоскости полимерных полос, при это�1. The structure of a sliding flexible three-dimensional lattice for soil stabilization, consisting of a matrix of hollow cells having, in the extended state of the lattice, open ends for filling with filler, where the specified matrix of hollow cells is formed by many vertically installed and mutually intersecting polymer strips of the same length and width , each of which has an upper and lower edge, as well as a first surface defining the width of the polymer strip, and a second surface parallel to the first the surface of the strip, while the polymer strips are made of sheets of polymer material obtained using a process for processing polyethylene and / or polypropylene having a density of at least 0.86 g / cm, and adjacent polymer strips are fastened together at the intersection with vertical welds with the formation in the plane of these ends of the two-dimensional periodic structure, one of the directions of the periodicity of which is characterized by a sinusoidal shape of the edges of these bands and sets a fixed the width of said grating and the other direction of the periodicity determines the direction of extension of the lattice, wherein each of the hollow cells is equal to the height of up to 300 mm vklyuchitelno.2. The structure according to claim 1, characterized in that each of the welds is oriented at an angle of 90 ° to the extended side of the polymer strips, and the polymer strips are fastened together in pairs so that in the direction of stretching the lattice, the welds of each two adjacent pairs of polymer strips are offset relative to each other each other in the plane of polymer strips, while

Description

Полезная модель относится к области строительства, в частности, к структуре раздвижной гибкой трехмерной решетки, предназначенной для стабилизации грунтов, армирования слабых оснований грунтов при строительстве автомобильных и железных дорог, конструктивных слоев дорожных одежд, для укрепления насыпей и откосов, для предотвращения водной и ветровой эрозии. Более конкретно, полезная модель может быть использована при возведении объектов на слабых основаниях грунтов, таких как нестабильные природные (песчаные) грунты, для применения в конструкциях, воспринимающих высокие динамические или статические нагрузки.The utility model relates to the field of construction, in particular, to the structure of a sliding flexible three-dimensional lattice designed to stabilize soils, reinforce weak soil bases during the construction of roads and railways, structural layers of pavements, to strengthen embankments and slopes, to prevent water and wind erosion . More specifically, the utility model can be used in the construction of objects on weak soil bases, such as unstable natural (sandy) soils, for use in structures that accept high dynamic or static loads.

Применение полезной модели направлено на формирование комбинированной армогрунтовой конструкции, состоящей из уложенного на грунтовой массив слоя раздвижной полимерной гибкой трехмерной решетки в виде системы взаимосвязанных полых ячеек, и компактного, гранулированного наполнителя, заполняющего полые ячейки решетки. Раздвижная гибкая трехмерная решетка является элементом комбинированной армогрунтовой конструкции, обеспечивающей стабилизацию грунта. Трехмерная гибкая раздвижная решетка представляет собой систему пространственно взаимосвязанных полых ячеек, образующих в рабочем (раздвинутом) состоянии трехмерный, модуль с заданными геометрическими размерами.The application of the utility model is aimed at the formation of a combined armored structure consisting of a layer of a sliding polymer flexible three-dimensional lattice laid on a soil massif in the form of a system of interconnected hollow cells, and a compact, granular filler filling the hollow lattice cells. The sliding flexible three-dimensional lattice is an element of the combined armored structure, which ensures soil stabilization. Three-dimensional flexible sliding lattice is a system of spatially interconnected hollow cells, forming in a working (extended) state a three-dimensional, module with predetermined geometric dimensions.

Принцип работы комбинированной армогрунтовой конструкции, включающей раздвижную трехмерную решетку из полимерного материала в виде системы взаимосвязанных полых ячеек, предназначенных для загрузки наполнителем, основан на эффекте предотвращения смещения грунта как массива путем разделения массива грунта на более мелкие участки, нейтрализующие горизонтальные сдвиги грунтового массива. Раздвижная полимерная гибкая трехмерная решетка с полыми ячейками блокирует наполнитель в ячейках, позволяя защитить откосы от вымывания грунта и контролировать вертикальные и горизонтальные сдвиги грунта.The principle of operation of the combined armored structure, including a sliding three-dimensional lattice made of polymer material in the form of a system of interconnected hollow cells designed to be filled with filler, is based on the effect of preventing displacement of the soil as an array by dividing the soil mass into smaller sections, which neutralize horizontal shifts of the soil mass. A sliding polymer flexible three-dimensional lattice with hollow cells blocks the filler in the cells, allowing you to protect the slopes from leaching of the soil and to control vertical and horizontal shifts of the soil.

Предметом большинства исследований в данной области техники являются проблемы, касающиеся производства высокоэффективных, надежных армогрунтовых конструкций, а также выбора материалов, принципов соединения элементов конструкции.The subject of most research in this technical field is the problems related to the production of highly efficient, reliable armored structures, as well as the choice of materials, principles of connecting structural elements.

Хорошо известно, что армирование грунтов и грунтовых насыпей представляет собой введение в грунтовые конструкции специальных элементов, которые позволяют улучшить механические показатели грунта. Одними из наиболее эффективных и экономически выгодных для стабилизации грунтов являются так называемые геосинтетические материалы, обладающие высокой прочностью, устойчивостью к низким температурам и агрессивным средам, неподверженностью коррозии и гниению. Так, при устройстве дорожной одежды длительное время одним из распространенных элементов конструкций для защиты и укрепления оснований грунтов являются так называемые георешетки, представляющие собой синтетический ячеистый материал, структура которого позволяет пропускать воду, препятствуя в то же время смешиванию слоев грунта (см., например, патенты РФ №2129189, №2322551, №2153417). Применение упомянутых георешеток для защиты и укрепления грунта дает возможность строить дороги, выдерживающие высокие динамические нагрузки, даже на слабом (песчаном или супесчаном) основании грунта (см., например, патенты U.S. 3630813; U.S. 4067285; U.S. 4797026; а также патентную заявку U.S. Patent Application Publication 2012/0057932).It is well known that the reinforcement of soils and embankments is an introduction to the soil structures of special elements that can improve the mechanical performance of the soil. One of the most effective and economically beneficial for soil stabilization are the so-called geosynthetic materials, which have high strength, resistance to low temperatures and aggressive environments, and are not susceptible to corrosion and decay. So, when paving for a long time, one of the common structural elements for protecting and strengthening soil bases is the so-called geogrids, which are synthetic cellular materials whose structure allows water to pass through, while at the same time preventing the mixing of soil layers (see, for example, RF patents No. 2129189, No. 2322551, No. 2153417). The use of the aforementioned geogrids for the protection and strengthening of the soil makes it possible to build roads that can withstand high dynamic loads, even on a weak (sandy or sandy loam) soil foundation (see, for example, patents US 3630813; US 4067285; US 4797026; as well as US Patent Application Publication 2012/0057932).

Несмотря на значительные усилия, предпринятые на повышение эффективности и надежности трехмерных решеток, проблема надежности в условиях многократного термоциклирования продолжает вызывать интерес различных компаний (см., например, патенты US, 8 181412; US 7 762205).Despite the considerable efforts undertaken to increase the efficiency and reliability of three-dimensional gratings, the problem of reliability under conditions of multiple thermal cycling continues to cause interest of various companies (see, for example, US patents 8,8181412; US 7 762205).

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявленной полезной модели является структура раздвижной трехмерной решетки для стабилизации основания грунта, раскрытая в патенте U.S. 4797026. Известная конструкция раздвижной трехмерной решетки включает множество взаимно пересекающихся идентичных полос из высокоплотного полиэтилена шириной не более 200 мм (8 дюймов), соединенных между собой методом ультразвуковой сварки с образованием множества открытых полых ячеек в раздвинутом состоянии решетки.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed utility model is the structure of a sliding three-dimensional grating for stabilization of the soil base, disclosed in the patent U.S. 4797026. The known design of a sliding three-dimensional lattice includes many mutually intersecting identical strips of high-density polyethylene with a width of not more than 200 mm (8 inches), interconnected by ultrasonic welding with the formation of many open hollow cells in the expanded state of the lattice.

На сегодняшний день все еще актуальна проблема укрепления грунта для песчаных и супесчаных участков, а также для откосов, которые образуются при естественном или искусственном изменении природного ландшафта.Today, the problem of soil strengthening for sandy and sandy loamy areas, as well as for slopes that form during natural or artificial changes in the natural landscape, is still relevant.

В рамках данной заявки решается техническая задача разработки такой структуры раздвижной гибкой трехмерной решетки для стабилизации грунта, которая позволила бы увеличить ее надежность и срок службы в условиях многократного термоциклирования, а также несущую способность грунтового основания. Кроме того, объектом данной заявки является также задача снижения вероятности осадок грунта.In the framework of this application, the technical problem is solved to develop such a structure of a sliding flexible three-dimensional grating for soil stabilization, which would increase its reliability and service life under conditions of multiple thermal cycling, as well as the bearing capacity of the soil base. In addition, the object of this application is also the task of reducing the likelihood of soil sediment.

Поставленная задача решается тем, что структура раздвижной гибкой трехмерной решетки для стабилизации грунта состоит из матрицы полых ячеек, имеющих в раздвинутом состоянии решетки открытые торцы для заполнения наполнителем, где указанная матрица образована множеством вертикально установленных и взаимно пересекающихся с предварительно заданным интервалом полимерных полос одинаковой длины и ширины, каждая из которых имеет верхний и нижний края, а также первую поверхность, ограниченную указанными краями и определяющую ширину полимерной полосы в диапазоне до 300 мм, включительно, и вторую поверхность, параллельную первой поверхности указанной полосы, при этом полимерные полосы изготовлены из листов полимерного материала, полученного с использованием технологического процесса переработки полиэтилена и/или полипропилена, имеющего плотность не менее 0,86 г/см³, а соседние полимерные полосы скреплены между собой в местах пересечения вертикальными сварочными швами с образованием в плоскости указанных торцов двухмерной периодической структуры, одно из направлений периодичности которой характеризуется синусоидальной формой краев указанных полос и задает фиксированную ширину решетки, а другое направление периодичности двухмерной периодической структуры задает направление растяжения решетки.The problem is solved in that the structure of a sliding flexible three-dimensional lattice for soil stabilization consists of a matrix of hollow cells having, in the extended state of the lattice, open ends for filling with filler, where the specified matrix is formed by many vertically installed and mutually intersecting polymer strips of the same length and widths, each of which has an upper and lower edge, as well as a first surface bounded by said edges and defining a polymer width a strip in the range up to 300 mm, inclusive, and a second surface parallel to the first surface of the strip, the polymer strips made of sheets of polymer material obtained using a process for processing polyethylene and / or polypropylene having a density of at least 0.86 g / cm ³ and the adjacent polymeric strips fastened together at the intersections of the vertical welding seams to form a plane end faces of said two-dimensional periodic structure, one of the directions perio I confirm the identity of which is characterized by sinusoidal edges of said strips, and defines a fixed width of the lattice, and another two-dimensional direction of the periodicity of the periodic structure of the lattice sets the direction of stretching.

Кроме того, каждый из сварочных швов гибкой трехмерной решетки ориентирован под углом 90° к протяженной стороне полимерных полос, а полимерные полосы скреплены между собой попарно так, что в направлении растяжения решетки сварочные швы каждых двух соседних пар полимерных полос смещены относительно друг друга в плоскости полимерных полос, при этом каждые две соседние пары полимерных полос имеют общую полимерную полосу.In addition, each of the welds of a flexible three-dimensional lattice is oriented at an angle of 90 ° to the extended side of the polymer strips, and the polymer strips are fastened together in pairs so that in the direction of the lattice stretching, the welds of each two adjacent pairs of polymer strips are offset relative to each other in the plane of the polymer bands, with every two adjacent pairs of polymer bands having a common polymer band.

Предпочтительно, что полимерные полосы имеют толщину из диапазона от 0,001 м до 0,002 м, длину из диапазона 2÷4 м и ширину из диапазона до 300 мм, включительно.Preferably, the polymer strips have a thickness in the range of 0.001 m to 0.002 m, a length in the range of 2-4 m and a width in the range of up to 300 mm, inclusive.

Предпочтительна конструкция, в которой вертикальные сварочные швы выполнены с использованием технологии ультразвуковой сварки.A design in which vertical welds are made using ultrasonic welding technology is preferred.

В структуре трехмерной гибкой решетки полимерные полосы предпочтительно имеют рифленую поверхность, а качестве наполнителя использован материал, выбранный из ряда: песок, почвенно-растительный грунт, галька, бетон, керамзит, щебень различной фракции.In the structure of a three-dimensional flexible lattice, polymer strips preferably have a corrugated surface, and a material selected from the series is used as a filler: sand, soil, plant soil, pebbles, concrete, expanded clay, crushed stone of various fractions.

В данной структуре трехмерной решетки соседние полимерные полосы скреплены (соединены) между собой в единое целое в местах пересечения вертикальными сварочными швами, выполненными методом ультразвуковой (УЗ) сварки.In this structure of a three-dimensional lattice, adjacent polymer strips are fastened (connected) together as a unit at the intersections of vertical welding seams made by ultrasonic (US) welding.

Под термином «место пересечения» следует понимать объемную (трехмерную) область сварочного неразъемного соединения, скрепляющего две соседние полимерные полосы в единое целое. Такое содержание термина «место пересечения» использовано заявителем с учетом, например, ГОСТ 5264-80.The term "intersection" should be understood as a three-dimensional (three-dimensional) region of the welding one-piece connection, fastening two adjacent polymer strips into a single unit. Such content of the term “intersection” was used by the applicant, taking into account, for example, GOST 5264-80.

Ультразвуковая сварка - это способ соединения различных материалов в твердом состоянии с помощью ультразвуковых колебаний. Под действием напряжений ультразвуковой частоты эластичность полимера возрастает в объеме зоны контакта соединяемых материалов. Сварочное соединение включает три характерные объемные зоны, об-разующиеся во время сварки: зона сварочного шва, зона сплавления и зона термического влияния. При этом вначале образуется физический контакт поверхностей, а затем начинается химическое взаимодействие соединяемых материалов, переходящее в объемное взаимодействие в зоне соединения. В плоскости полимерной полосы ширина сварочного шва равна ширине наконечника инструмента УЗ оборудования.Ultrasonic welding is a method of joining various materials in the solid state using ultrasonic vibrations. Under the influence of ultrasonic frequency stresses, the elasticity of the polymer increases in the volume of the contact zone of the materials being joined. A welding joint includes three characteristic volume zones formed during welding: a weld zone, a fusion zone, and a heat-affected zone. In this case, the physical contact of the surfaces is first formed, and then the chemical interaction of the materials being joined begins, which transforms into volumetric interaction in the joint zone. In the plane of the polymer strip, the width of the weld is equal to the width of the tip of the tool of ultrasound equipment.

Поскольку, сварочное соединение есть неразъемное объемное соединение, а полимерные полосы также представляют собой объемные (трехмерные) тела, имеющие длину, толщину и ширину, то под термином «место пересечения» понимается объемная область сварочного шва, принадлежащая как одной, так и другой соседним полимерным полосам и соединяющая их в единое целое. Серия сварочных швов, выполненная с предварительно заданным интервалом (см. фиг.2, фиг.4), обеспечивает взаимосвязь полимерных полос с образованием трехмерной решетки, обладающей свойством целостности.Since the welding joint is an integral volumetric connection, and the polymer strips are also three-dimensional (three-dimensional) bodies having length, thickness and width, the term “intersection” refers to the volumetric region of the weld belonging to one or the other adjacent stripes and connecting them into a single whole. A series of welds made at a predetermined interval (see figure 2, figure 4), provides the relationship of the polymer strips with the formation of a three-dimensional lattice with the property of integrity.

Вертикальные сварочные швы, соединяющие каждые две соседние полимерные полосы, расположены с заранее заданным равным интервалом, выбранным, в частности из ряда: 335, 356, 445, 670 и 712 мм.Vertical welds connecting every two adjacent polymer strips are arranged with a predetermined equal interval, selected, in particular, from the range: 335, 356, 445, 670 and 712 mm.

При этом указанная рифленая поверхность может быть перфорирована. Структура решетки, согласно полезной модели, может включать от 5 до 70 полимерных полос, при толщине полосы от 1 до 2 мм и длине каждой полимерной полосы от 3,6 м до 4 м.In this case, the corrugated surface can be perforated. The lattice structure, according to a utility model, can include from 5 to 70 polymer bands, with a strip thickness of 1 to 2 mm and a length of each polymer band of 3.6 m to 4 m.

При длине полимерных полос 3,6 м и интервале сварочных швов 356 мм данная структура трехмерной решетки имеет 447 полых ячеек и покрывает грунтовую поверхность площадью 15,37 м.With a length of polymer strips of 3.6 m and a spacing of welds of 356 mm, this three-dimensional lattice structure has 447 hollow cells and covers a ground surface of 15.37 m.

Сущность полезной модели состоит в разработке трехмерной гибкой конструкции раздвижной решетки, представляющей собой систему пространственно взаимосвязанных полых ячеек с открытыми торцами, образующих в рабочем (раздвинутом) состоянии трехмерный модуль с заданными геометрическими размерами. В такой конструкции система полых ячеек образована множеством взаимно пересекающихся с предварительно заданным интервалом идентичных полимерных полос шириной до 300 мм, включительно.The essence of the utility model consists in the development of a three-dimensional flexible design of a sliding grating, which is a system of spatially interconnected hollow cells with open ends, forming a three-dimensional module in a working (extended) state with given geometric dimensions. In such a design, the system of hollow cells is formed by a plurality of identical polymer strips intersecting with a predetermined interval with a width of up to 300 mm, inclusive.

В сложенном (нераздвинутом) состоянии трехмерная гибкая решетка представляет собой пространственно-конструкционный модуль прямоугольной формы, в котором каждые две соседние пары полимерных полос в направлении растяжения имеют одну общую полимерную полосу, а сварочные швы расположены под углом 90° относительно краев протяженной стороны полимерных полос с заранее заданным равным интервалом относительно друг друга. В такой конструкции решетки сварочные швы каждой соседней пары полимерных полос смещены относительно друг друга в плоскости полимерных полос.In the folded (unseparated) state, the three-dimensional flexible lattice is a spatial-structural module of a rectangular shape in which every two adjacent pairs of polymer strips in the direction of tension have one common polymer strip, and the welds are located at an angle of 90 ° relative to the edges of the extended side of the polymer strips with a predetermined equal interval relative to each other. In this lattice design, the welds of each adjacent pair of polymer strips are offset relative to each other in the plane of the polymer strips.

Благодаря своей структуре такой гибкий модуль обладает способностью к растяжению в одном направлении с образованием тела, повторяющего контур нижерасположенного слоя (основания грунта). В растянутом виде такая решетка представляет собой устойчивый трехмерный каркас в виде системы взаимосвязанных полых ячеек глубиной до 300 мм, включительно, который используют для фиксации наполнителя.Due to its structure, such a flexible module has the ability to stretch in one direction with the formation of a body repeating the contour of the underlying layer (soil base). In extended form, such a lattice is a stable three-dimensional frame in the form of a system of interconnected hollow cells up to 300 mm deep, inclusive, which is used to fix the filler.

Сущность полезной модели поясняется неограничивающим примером ее реализации и прилагаемыми чертежами, на которых:The essence of the utility model is illustrated by a non-limiting example of its implementation and the accompanying drawings, in which:

фиг.1 - изображает общий вид раздвинутой трехмерной гибкой решетки в рабочем состоянии, уложенной на рельефной поверхности.figure 1 - depicts a General view of an extended three-dimensional flexible lattice in working condition, laid on a relief surface.

фиг.2 - изображает сечение раздвинутой трехмерной гибкой решетки в плоскости торцов полых ячеек.figure 2 - depicts a cross-section of an expanded three-dimensional flexible lattice in the plane of the ends of the hollow cells.

фиг.3 - изображает сечение частично раздвинутой трехмерной гибкой решетки в плоскости торцов полых ячеек.figure 3 - depicts a section of a partially spaced three-dimensional flexible lattice in the plane of the ends of the hollow cells.

фиг.4 - изображает сечение в плоскости сварочных швов раздвинутой трехмерной гибкой решетки с полыми ячейками, заполненными наполнителем.figure 4 - depicts a section in the plane of the welds of an extended three-dimensional flexible lattice with hollow cells filled with filler.

фиг.5 - изображает в изометрии вертикальное сечение раздвинутой трехмерной гибкой решетки в плоскости сварных швов с полыми ячейками, заполненными наполнителем.5 is an isometric vertical sectional view of an extended three-dimensional flexible lattice in the plane of welds with hollow cells filled with filler.

Для пояснения сущности полезной модели на чертежах введены следующие обозначения: 1, 2, 3 - полые ячейки; 4, 5 - полимерные полосы; 6 - нижний край полимерной полосы; 7 - верхний край полимерной полосы; 8, 9 - сварочные швы; 10 - первая поверхность полимерной полосы; 11 - вторая поверхность полимерной полосы; 12, 13, 14 - торцы полых ячеек; 15 - нераздвинутая часть трехмерной гибкой решетки; 16 - наполнитель.To clarify the essence of the utility model, the following notation is introduced in the drawings: 1, 2, 3 — hollow cells; 4, 5 - polymer bands; 6 - the lower edge of the polymer strip; 7 - the upper edge of the polymer strip; 8, 9 - welding seams; 10 - the first surface of the polymer strip; 11 - the second surface of the polymer strip; 12, 13, 14 - the ends of the hollow cells; 15 - undivided part of a three-dimensional flexible lattice; 16 - filler.

Пример 1.Example 1

Для производства трехмерной гибкой решетки, согласно полезной модели, полиэтиленовые полосы были вырезаны из листов соответствующего полимера толщинойTo produce a three-dimensional flexible lattice, according to a utility model, polyethylene strips were cut from sheets of the corresponding polymer with a thickness of

1.5 мм. Указанные листы были предварительно получены путем многостадийной технологической переработки гранулированной массы полиэтилена. Технологическая переработка полиэтилена представляет собой совокупность технологических процессов, обеспечивающих получение полос с заданными конфигурацией, точностью и эксплуатационными свойствами. Технологическая переработка полиэтилена была осуществлена на экструзионном оборудовании с получением полимерного материала, имеющего плотность 0, 94 г/см.1.5 mm. These sheets were previously obtained by multi-stage processing of the granular mass of polyethylene. Technological processing of polyethylene is a set of technological processes that provide strips with a given configuration, accuracy and operational properties. Technological processing of polyethylene was carried out on extrusion equipment with the production of a polymeric material having a density of 0.94 g / cm.

Трехмерная гибкая решетка со структурой, содержащая систему взаимосвязанных и взаимно пересекающихся полимерных полос, в соответствии с данной полезной моделью, была изготовлена с использованием автоматической ультразвуковой сварочной системы швейцарской фирмы TelsonicUltrasonics. Указанное оборудование содержит аналого-цифровой генератор DHG 20145C с автоматической настройкой частоты 20 кГц и систему регулировки амплитуды. Указанное оборудование содержит также титановый волновод шириной 305 мм, при этом предусмотрено крепление бустера с устройством для выставления параллельности волновода относительно поверхности свариваемых полимерных полос.Указанное оборудование позволяет осуществлять настройку сварочного процесса по двум характеристикам: время и мощность, а также данное оборудование позволяет изменять расстояние между сварочными швами посредством перемещения сварочных модулей по направляющим.A three-dimensional flexible lattice with a structure containing a system of interconnected and mutually intersecting polymer strips, in accordance with this utility model, was manufactured using an automatic ultrasonic welding system of the Swiss company TelsonicUltrasonics. The specified equipment contains an analog-digital generator DHG 20145C with automatic tuning of the frequency of 20 kHz and an amplitude control system. The specified equipment also contains a titanium waveguide with a width of 305 mm, while a booster is mounted with a device for setting the parallelism of the waveguide relative to the surface of the polymer strips being welded. The specified equipment allows you to configure the welding process according to two characteristics: time and power, as well as this equipment allows you to change the distance between welding seams by moving the welding modules along the rails.

Структура раздвижной гибкой трехмерной решетки для стабилизации грунта, согласно данной полезной модели, состоит из матрицы полых ячеек, включающей полые ячейки 1, 2, 3 (см. фиг.1). Указанная матрица полых ячеек образована множеством вертикально установленных и взаимно пересекающихся с предварительно заданным интервалом величиной 356 мм идентичных по длине полимерных полос 4, 5, включительно, каждая из которых имеет ширину 300 мм. Каждая из полиэтиленовых полос 4, 5 имеет нижний край 6 и верхний край 7 (см. фиг.1), а также первую поверхность 10, определяющую ширину полимерной полосы, и вторую поверхность 11, параллельную первой поверхности полосы 10 (см. фиг.2). Сварочные швы 8, 9 (см. фиг.2) удерживают пересекающиеся полимерные полосы около друг друга с образованием трехмерной гибкой решетки, обладающей благодаря своей структуре способностью к растяжению (см. фиг.3).The structure of a sliding flexible three-dimensional lattice for soil stabilization, according to this utility model, consists of a matrix of hollow cells, including hollow cells 1, 2, 3 (see figure 1). The specified matrix of hollow cells is formed by many vertically installed and mutually intersecting with a predetermined interval of 356 mm, identical in length to the polymer strips 4, 5, inclusive, each of which has a width of 300 mm. Each of the polyethylene strips 4, 5 has a lower edge 6 and an upper edge 7 (see FIG. 1), as well as a first surface 10 defining the width of the polymer strip and a second surface 11 parallel to the first surface of the strip 10 (see FIG. 2 ) Welds 8, 9 (see FIG. 2) hold intersecting polymer strips near each other with the formation of a three-dimensional flexible lattice, which, due to its structure, has the ability to stretch (see FIG. 3).

Соседние полимерные полосы скреплены между собой в местах пересечения вертикальными сварочными швами 8, 9 с образованием в плоскости торцов 12, 13, 14 полых ячеек двухмерной периодической структуры (см. фиг.2). Одно из направлений периодичности двухмерной периодической структуры "Y" характеризуется синусоидальной формой краев указанных полос и задает фиксированную ширину упомянутой решетки (см. фиг.2). Данное направление "Y" определяет величину предварительно заданного интервала между сварочными швами 356 мм. Другое направление периодичности двухмерной периодической структуры "X" задает направление растягивания решетки при укладке ее на грунтовой массив.Adjacent polymer strips are fastened together at the intersection by vertical welds 8, 9 with the formation in the plane of the ends 12, 13, 14 of the hollow cells of a two-dimensional periodic structure (see figure 2). One of the directions of the periodicity of the two-dimensional periodic structure "Y" is characterized by the sinusoidal shape of the edges of these bands and sets a fixed width of the said lattice (see figure 2). This "Y" direction determines the value of the predefined interval between the welds of 356 mm. Another direction of the periodicity of the two-dimensional periodic structure "X" sets the direction of the lattice stretching when laying it on the soil mass.

Каждые две соседние пары полимерных полос в направлении растяжения решетки имеют одну общую полимерную полосу, при этом каждый сварочный шов расположен вертикально по отношению к краям протяженной стороны полимерных полос (см. фиг.4). Вертикальные сварочные швы, соединяющие каждые две соседние полимерные полосы, расположены в направлении периодичности двухмерной периодической структуры, задающем ширину упомянутой решетки, с заранее заданным равным интервалом 356 мм. Сварочные швы каждых двух соседних пар полимерных полос смещены относительно друг друга в плоскости полимерных полос на ½ упомянутого интервала (см. фиг.2).Each two adjacent pairs of polymer strips in the direction of expansion of the lattice have one common polymer strip, with each welding seam located vertically with respect to the edges of the extended side of the polymer strips (see figure 4). Vertical welds connecting every two adjacent polymer strips are arranged in the periodicity direction of a two-dimensional periodic structure defining the width of said lattice with a predetermined equal interval of 356 mm. The welds of each two adjacent pairs of polymer strips are offset relative to each other in the plane of the polymer strips by ½ of the mentioned interval (see figure 2).

При этом каждая из полых ячеек в рабочем, раздвинутом состоянии трехмерной решетки имеет равную высоту величиной 300 мм, задаваемую шириной полимерной полосы. Ширина полимерной полосы определяется расстоянием между ее параллельными нижним краем 6 и верхним краем 7. Прочность каждого из сварочных швов 8, 9 составляет величину не менее 75% прочности полимерных полос. Прочность на разрыв для любого участка сварочного шва полиэтиленовой полосы шириной 50 мм и толщиной 1,5±0,2 мм составляет величину не менее 700 Н.Moreover, each of the hollow cells in the working, extended state of the three-dimensional lattice has an equal height of 300 mm, defined by the width of the polymer strip. The width of the polymer strip is determined by the distance between its parallel lower edge 6 and the upper edge 7. The strength of each of the welds 8, 9 is at least 75% of the strength of the polymer strips. The tensile strength for any portion of the weld of a polyethylene strip with a width of 50 mm and a thickness of 1.5 ± 0.2 mm is at least 700 N.

Трехмерную гибкую решетку укладывают на грунтовой массив и раздвигают так, что нижний край 6 и верхний край 7 полимерных полос повторяет контур поверхности грунтового массива, при этом крепят ее с помощью анкеров на массив грунта с интервалом 0,5-0,6 м. Анкеры удерживают трехмерную гибкую решетку на поверхности армируемого массива в раздвинутом состоянии до тех пор, пока полые ячейки 1, 2, 3 не будут заполнены наполнителем 16 (см. фиг.5). Указанные полые ячейки 1, 2, 3 в раздвинутом рабочем состоянии трехмерной решетки имеют открытые торцы 12, 13, 14 для заполнения ячеек компактным или гранулированным наполнителем 16 с тем, чтобы удерживать указанные полые ячейки совместно в виде единой гибкой трехмерной конструкции, обеспечивающей стабилизацию грунта (см. фиг.5). В качестве наполнителя решетка содержит почвенно-растительный грунт (см. фиг.1). Наполнитель 16 выровнен по верхнему краю 7 полимерной полосы.A three-dimensional flexible lattice is laid on the soil massif and pushed so that the lower edge 6 and the upper edge 7 of the polymer strips follow the contour of the surface of the soil massif, while fixing it with anchors on the soil massif with an interval of 0.5-0.6 m. Anchors are held a three-dimensional flexible lattice on the surface of the reinforced array in the extended state until the hollow cells 1, 2, 3 are filled with filler 16 (see figure 5). These hollow cells 1, 2, 3 in the extended operating state of the three-dimensional lattice have open ends 12, 13, 14 for filling the cells with compact or granular filler 16 in order to hold these hollow cells together in the form of a single flexible three-dimensional structure that ensures soil stabilization ( see figure 5). As a filler, the lattice contains soil and plant soil (see figure 1). Filler 16 is aligned with the upper edge 7 of the polymer strip.

Трехмерная гибкая решетка в раздвинутом, рабочем состоянии (см. фиг.1) имеет следующие размеры: длина решетки от 2 до 10 м; ширина решетки до 4 м; высота решетки от 50 до 300 мм, включительно.Three-dimensional flexible lattice in the extended, working condition (see figure 1) has the following dimensions: the length of the lattice from 2 to 10 m; lattice width up to 4 m; lattice height from 50 to 300 mm, inclusive.

Данная трехмерная гибкая решетка, согласно полезной модели, в раздвинутом (рабочем) состоянии при длине 10 м и ширине 4 м занимает площадь 24,92 м² и имеет вес до 130 кг.This three-dimensional flexible lattice, according to a utility model, in an extended (working) state with a length of 10 m and a width of 4 m covers an area of 24.92 m ² and has a weight of up to 130 kg.

В сложенном (нераздвинутом) состоянии трехмерная гибкая решетка, согласно полезной модели, представляет собой модуль прямоугольной формы, удобный для транспортировки.In the folded (undivided) state, the three-dimensional flexible lattice, according to the utility model, is a rectangular module, convenient for transportation.

Применение данной полезной модели увеличивает надежность и срок службы армгрунтовой конструкции в условиях многократного термоциклирования, а также обеспечивает высокую несущую способность сооружений под нагрузкой. Такая решетка может быть легко смонтирована без необходимости в значительном количестве механического оборудования, для стабилизации грунта, которая позволила бы, а также несущую способность грунтового основания. Кроме того, объектом данной заявки является также задача снижения вероятности осадок грунта.The use of this utility model increases the reliability and service life of the arm soil structure under conditions of multiple thermal cycling, and also provides high load-bearing capacity of structures under load. Such a grill can be easily mounted without the need for a significant amount of mechanical equipment to stabilize the soil, which would allow, as well as the bearing capacity of the soil base. In addition, the object of this application is also the task of reducing the likelihood of soil sediment.

Коммерческое преимущество данной структуры трехмерной гибкой решетки состоит в уменьшении стоимости работ по ее установке и эксплуатации, т.к. ее пространственно-конструкционное выполнение позволяет легко выровнять отдельные ее участки друг относительно друга и добиться прочного механического соединения между элементами армогрунтовой конструкции.The commercial advantage of this structure of a three-dimensional flexible lattice is to reduce the cost of installation and operation, as its spatial and structural implementation makes it easy to align its individual sections relative to each other and to achieve a strong mechanical connection between the elements of the armored structure.

Claims

1. The structure of a sliding flexible three-dimensional lattice for soil stabilization, consisting of a matrix of hollow cells having, in the extended state of the lattice, open ends for filling with filler, where the specified matrix of hollow cells is formed by many vertically installed and mutually intersecting polymer strips of the same length and width , each of which has an upper and lower edge, as well as a first surface defining the width of the polymer strip, and a second surface parallel to the first strip surface, wherein the polymeric strips are made of a polymeric sheet material obtained using the process of processing the polyethylene and / or polypropylene having a density of not less than 0.86 g / cm ³ and the adjacent polymeric strips fastened together at the intersections of the vertical welding seams with the formation in the plane of these ends of the two-dimensional periodic structure, one of the directions of the periodicity of which is characterized by the sinusoidal shape of the edges of these bands and sets a fixed the width of said lattice, and another direction of periodicity defines the direction of expansion of the lattice, with each of the hollow cells having an equal height of up to 300 mm inclusive.

2. The structure according to claim 1, characterized in that each of the welds is oriented at an angle of 90 ° to the extended side of the polymer strips, and the polymer strips are fastened together in pairs so that in the direction of stretching the lattice the welds of each two adjacent pairs of polymer strips are offset relative to each other in the plane of the polymer bands, with each two adjacent pairs of polymer bands having one common polymer strip.

3. The structure according to claim 1, characterized in that the polymer strips have a thickness of 0.001-0.002 m, a length of 2-4 m and a width of up to 300 mm inclusive.

4. The structure according to claim 1, characterized in that the welds are made using ultrasonic welding technology.

5. The structure according to claim 1, characterized in that the polymer stripes have a corrugated surface.

6. The structure according to claim 1, characterized in that the filler used a material selected from the series: sand, soil, pebbles, pebbles, concrete, expanded clay, gravel of various fractions.