Γεωσυνθετικά - Εφαρµογές για ιαχωρισµό, Στράγγιση και Λειτουργία Φίλτρου

Transcript

1 ΗΜΕΡΙ Α: Γεωτεχνικές Εφαρµογές Γεωσυνθετικών Υλικών ΕΒΕΑ - Πέµπτη 11 Ιανουαρίου 2006 Ε.Ε.Ε.Ε.Θ/Τ.Ε.Ε ΕΣΓΥ/HGS Γεωσυνθετικά - Εφαρµογές για ιαχωρισµό, Στράγγιση και Λειτουργία Φίλτρου Μ. Παχάκης, Πολ. Μηχ/κος Όµιλος Τεχνικών Μελετών Α.Τ.Ε

2 Περιεχόµενα 1. Εισαγωγή 2. Λειτουργία ιαχωρισµού 3. Λειτουργία Φίλτρου 4. Λειτουργία Στράγγισης 5. Eπίλογος

3 1. Eισαγωγή

4 Εισαγωγή Γενικός Ορισµός Γεωσυνθετικά = εύκαµπτα φύλλα από πολυµερή υλικά (PP, PET, PE, PA) που χρησιµοποιούνται σε διάφορες εφαρµογές για τη βελτίωση της συµπεριφοράς των εδαφών.

5 Εισαγωγή Κύριοι Τύποι Γεωσυνθετικών 3 Γεωυφάσµατα (geotextiles) Yφαντά (woven) - από µονές ίνες (monofilaments) - από πολλαπλές ίνες (multifilaments) - από ταινίες (tapes) Μη υφαντά (non-woven) -µηχανικής πλοκής ή βελονωτά (needle-punched) - θερµοκολλητά (heat-bonded) 3 Γεωπλέγµατα (geogrids) 3 Γεωδικτυωτά (geonets, geomeshes) 3 Γεωµεµβράνες (geomembranes) 3 Γεωσύνθετα (geocomposites) 3 Άλλα : γεωτάπητες, γεωκυψέλες, γεωσυνθετικές αργιλικές µεµβράνες κ.λ.π (geomats, geocells, geosynthetic clay liners e.t.c)

6 Εισαγωγή Υφαντά Γεωυφάσµατα Μονές ίνες Πολλαπλά νήµατα Ταινίες

7 Εισαγωγή Μη-υφαντά Γεωυφάσµατα (όπως φαίνονται στο µικροσκόπιο) Βελονωτό Θερµοκολλητό

8 Εισαγωγή Γεωπλέγµατα Ολόσωµοι κόµβοι Πλεκτοί κόµβοι Γεωδικτυωτό

9 Εισαγωγή Γεωµεµβράνες Γεωσύνθετα

10 Εισαγωγή Άλλοι Τύποι Γεωσυνθετικών Γεωτάπητας Γεωκυψέλες Γεωσυνθετική αργιλική µεµβράνη

11 Εισαγωγή Λειτουργίες των Γεωσυνθετικών ιαχωρισµός Όπλιση Στράγγιση Φίλτρο Απορρόφηση ενέργειας Εγκιβωτισµός Στεγάνωση

12 Εισαγωγή Τύποι Γεωσυνθετικών Εξυπηρετούµ ενες Λειτουργίες Τύπος Εξυπηρετούµ ενες Λ ειτουργίες ιαχωρισµ ός Όπλιση Φίλτρο Στράγγιση Στεγάνωση Γεωυφάσµ ατα Κ ή Κ ή Κ ή Κ ή δ / ε Γεωπλέγµ ατα Κ δ / ε δ / ε δ / ε Γεωδίκτυα δ / ε δ / ε Κ δ / ε Γεωµ ε µ βράνες δ / ε δ / ε δ / ε Κ Γεωσύνθετα Κ ή Κ ή Κ ή Κ ή Κ ή Σηµ. : Κ = κύρια λειτουργία, = δευτερεύουσα λ ειτουργία, δ / ε = δεν εφαρµ όζεται Παρατήρηση Στη πλειονότητα τω ν εφαρµ ογών τα γεω συνθετικά εξυπηρετούν ταυτόχρονα περισσότερες από µ ια λειτουργίες (κύρια και δευτερεύουσες)

13 Εισαγωγή Σχεδιασµός Γεωσυνθετικών µε βάση τη Λειτουργία Ακολουθούνται τα εξής βήµατα : - Προσδιορισµός της κύριας λειτουργίας την οποία καλείται να εξυπηρετήσει το γεωσυνθετικό. - Υπολογισµός της απαιτούµενης αριθµητικής τιµής της ιδιότητας εκείνης του γεωσυνθετικού που εξασφαλίζει τη συγκεκριµένη κύρια λειτουργία. - Επιλογή ενός απαιτούµενου συντελεστή ασφαλείας λαµβάνοντας υπόψη τη σπουδαιότητα του έργου και τις συνέπειες ενδεχόµενης αστοχίας. - Υπολογισµός του διαθέσιµου συντελεστή ασφαλείας µε βάση την επιτρεπόµενη τιµή της παραπάνω ιδιότητας που διαθέτει κάθε υποψήφιο γεωσυνθετικό από τη σχέση : - Από τα γεωσυνθετικά που εξασφαλίζουν τον απαιτούµενο συντελεστή ασφαλείας, επιλογή του κατάλληλου µε βάση τη διαθεσιµότητα και το κόστος. - Έλεγχος ότι εξασφαλίζονται και οι δευτερεύουσες λειτουργίες..

14 Εισαγωγή Προδιαγραφές Μελετών : Συνήθως προδιαγράφονται ελάχιστες τιµές ιδιοτήτων, οι οποίες κατά την επιλογή του γεωσυνθετικού θα πρέπει να συγκρίνονται µε ελάχιστες τιµές των εργοστασίων. Συνήθως οι κατάλογοι των εργοστασίων δίνουν µέσες τιµές από µεγάλο αριθµό δοκιµών, οι οποίες µπορεί να είναι κατά 30% µεγαλύτερες από τις ελάχιστες τιµές (Koerner, 1986)

15 2. Λειτουργία ιαχωρισµού

16 Λειτουργία ιαχωρισµού ιαχωρισµός : Χρήση ενός γεωσυνθετικού υλικού µεταξύ δύο, ανόµοιων γεωυλικών για την αποφυγή ανάµιξης τους. Γεωσυνθετικά µε Κύρια Λειτουργία το ιαχωρισµό : Γεωυφάσµατα Γεωσύνθετα ευτερευόντως, όλα τα γεωσυνθετικά υλικά λειτουργούν και ως διαχωριστικά παράλληλα µε την κύρια λειτουργία τους. Τυπικές εφαρµογές : Τοποθέτηση στη διεπιφάνεια µεταξύ εδάφους και στρώσεων αδρανών. Μεταξύ υπόβασης και εδάφους έδρασης της οδού Μεταξύ έρµατος και θεµελίωσης της σιδηροδροµικής γραµµής Στην έδραση των επιχωµάτων

17 Λειτουργία ιαχωρισµού Ωφέλη από το ιαχωρισµό : Εµποδίζεται η µόλυνση στρώσεων οδοστρωσίας ή εξυγιαντικών στρώσεων ή στραγγιστικών στρώσεων από την εισχώρηση λεπτόκοκκων εδαφικών υλικών που έχουν σαν αποτέλεσµα τη µείωση της αντοχής και της διαπερατότητας των στρώσεων αυτών. Αποφεύγεται η απώλεια των χονδρόκοκκων υλικών µε διείσδυση τους µέσα στο υπέδαφος. Αποφεύγεται η ανάπτυξη των πιέσεων πόρων. Επιθυµητές ιδιότητες των γεωσυνθετικών διαχωρισµού : Να παραµορφώνονται υπό την επενέργεια φορτίων και γενικά να είναι σε θέση να αναλάβουν σηµαντικές εφελκυστικές παραµορφώσεις χωρίς θραύση. Να προσαρµόζονται σε ανώµαλες επιφάνειες. Να ανθίστανται σε γωνιώδη υλικά και αιχµηρά αντικείµενα. Να αντέχουν σε ανακυκλιζόµενες φορτίσεις. Γενικώς, να παραµένουν άθικτα τόσο κατά τις διαδικασίες κατασκευής όσο και κατά τη µακροχρόνια λειτουργία, ώστε να εξασφαλίζουν τη λειτουργία του διαχωρισµού.

18 Λειτουργία ιαχωρισµού Απαιτούµενες ιδιότητες που λαµβάνονται υπόψη στο σχεδιασµό : Μηχανικές απαιτήσεις - αντοχή σε διάρρηξη - αντοχή σε διάτρηση - εφελκυστική αντοχή (ιδίως σε µαλακό υπέδαφος) - αντοχή σε απόξεση - αντοχή σε σχισµό - χαρακτηριστικά διεπιφάνειας Απαιτήσεις φίλτρου - υδραυλικές - κριτήρια συγκράτησης => µέγεθος πόρων - κριτήρια διαπερατότητας Συνθήκες πεδίου που επηρεάζουν το σχεδιασµό - Κοκκοµετρία των υλικών του επιχώµατος και της θεµελίωσης - Αντοχή του εδάφους θεµελίωσης - Πάχος της στρώσης της συµπυκνωµένης επίχωσης - Φορτίσεις κατά την κατασκευή - Φορτίσεις κατά τη λειτουργία

19 Λειτουργία ιαχωρισµού Σχεδιασµός του ιαχωριστικού Γεωσυνθετικού : Εξετάζονται οι µηχανικές απαιτήσεις του γεωσυνθετικού για την τυπική περίπτωση εφαρµογής στην οδοστρωσία. (R.M. Koerner, 1990, N.W.M. John, 1987). Αντίσταση σε διάρρηξη και διάτρηση Υπολογίζεται η πίεση p που ασκείται στη στάθµη του διαχωριστικού για φορτίο άξονα P και πίεση ελαστικών p o. Για γωνία διανοµής a=30 o (tan a =0.6) p = P / 2(B+1.2h)(L+1.2h) όπου B και L, οι διαστάσεις της επιφάνειας επαφής του ελαστικού και είναι: Για συνήθη οχήµατα : Β= (P/p o ) 1/2, L=0.707B Για βαρειά εργοταξιακά οχήµατα µε φαρδιά ή διπλά ελαστικά : Β= (1.414P/p o ) 1/2, L=0.5B

20 Λειτουργία ιαχωρισµού Το σχήµα δείχνει την παραµόρφωση του γεωσυνθετικού στη περιοχή δύο γειτονικών κόκκων των αδρανών. Τµήµατα AB και CD: Συνθήκες διάτρησης (puncture) Τµήµα BC : Συνθήκες διάρρηξης (burst) Μέση διάµετρος επιφανείας επαφής κόκκου - γεωσυνθετικού: γωνιώδεις κόκκοι d c = 0.25d 50 στρογγυλεµένοι κόκκοι d c = 0.50d 50 Μέση διάµετρος κενού µεταξύ κόκκων αδρανών: d v = d 50 -d c Mέγιστη τιµή εδαφικής αντίδρασης : q Rmax = q u = (π+2) c u + γ h όπου c u = αστράγγιστη αντοχή του εδάφους γ = ενεργό φαινόµενο βάρος των αδρανών Για την ανάλυση, η εδαφική αντίδραση q R λαµβάνεται µε την ελάχιστη των δύο τιµών : q =p, ή q =q

21 Λειτουργία ιαχωρισµού Συντελεστής ασφαλείας έναντι διάρρηξης (burst) FS = P t d t / q R d v όπου P t = η αντοχή του γεωσυνθετικού κατά τη δοκιµή διάρρηξης (Mullen burst test - ASTM D BS4768) d t = η διάµετρος του εργαστηριακού δοκιµίου (30.5mm) Έλεγχος σε διάτρηση (puncture) Καθαρή δύναµη διάτρησης : F p = p π d 50 2 / 4 - q R π d c 2 / 4 = π (p d q R d c 2 ) / 4 Η δύναµη αυτή εξισορροπείται από περιµετρικό εφελκυσµό του γεωσυνθετικού στη περίµετρο της επιφάνειας επαφής (π d c ), κατ αναλογία µε την αντίσταση του γεωσυνθετικού στη δοκιµή διάτρησης CBR (DIN 54307, ΕΝ ISO 12236). Συντελεστής ασφαλείας έναντι διάτρησης (puncture) FS = (F CBR / π d CBR ) / (F p / π d c ) = F CBR d C / F p d CBR όπου F CBR = η δύναµη αντίστασης του γεωσυνθετικού στη δοκιµή διάτρησης CBR d CBR = η διάµετρος του εµβόλου CBR (49.6mm)

22 3. Λειτουργία Φίλτρου (εγκάρσια ροή)

23 Λειτουργία Φίλτρου Λειτουργία Φίλτρου (εγκάρσια ροή) : Σύστηµα εδάφους - γεωσυνθετικού σε ισορροπία, που επιτρέπει την ελεύθερη ροή του νερού δια του γεωσυνθετικού, κάθετα στο επίπεδο του, χωρίς απώλεια εδαφικού υλικού, για όλη τη διάρκεια ζωής τουέργου. Προστατευόµενο έδαφος Φίλτρο Στραγγιστική στρώση Λεπτόκοκκο Φίλτρο Χονδρόκοκκο Ρόλος του φίλτρου : Αποτρέπει τη διείσδυση λεπτόκοκκων υλικών µέσα στο φίλτρο ιατηρεί σχετικά µεγάλη διαπερατότητα Αποτρέπει τη διείσδυση λεπτόκοκκων υλικών µέσα στη στρώση στράγγισης

24 Λειτουργία Φίλτρου Κατάλληλα Γεωσυνθετικά : 3 Γεωυφάσµατα Yφαντά Μη υφαντά - Μικρού πάχους (π.χ θερµοκολλητά) για ροή µιας κατεύθυνσης - Μεγάλου πάχους για ροή εναλλασσόµενης κατεύθυνσης 3 Γεωσύνθετα (µε ένα τουλάχιστον συνθετικό γεωύφασµα) Συνήθεις εφαρµογές : Σε αντικατάσταση κοκκωδών φίλτρων γενικώς Σε στραγγιστικές τάφρους Σε στραγγιστικές στρώσεις (π.χ οδοστρωσία, υδραυλικά αναχώµατα, φράγµατα, επιχώσεις που γεννούν στραγγίσµατα όπως Χ.Υ.Τ.Α κ.λ.π) Σε στραγγιστικές στρώσεις πίσω από τοίχους αντιστήριξης Σε στρώσεις διακοπής τριχοειδούς ανύψωσης Γύρω από κατακόρυφα στραγγιστήρια (άµµου ή ταινίες) Σε επενδύσεις προστασίας οχθών και ακτών Σε φράχτες συγκράτησης ιλύος σε ρέµατα

25 Λειτουργία Φίλτρου Ρόλος του Γεωσυνθετικού = = Καταλύτης Επιτυγχάνει την ισορροπία των κόκκων του προστατευόµενου εδάφους, επιτρέποντας αρχικώς τη διέλευση περιορισµένης ποσότητας λεπτοκόκκων και προκαλώντας τη δηµιουργία µιας ζώνης φίλτρου από το ίδιο το προστατευόµενο υλικό, µε γεφύρωση των διαύλων στην επαφή µε το γεωσυνθετικό.

26 Λειτουργία Φίλτρου Βασικές Απαιτήσεις - Κριτήρια Σχεδιασµού Γεωσυνθετικών Φίλτρων για τη ιήθηση Υγρών 1. ιαπερατότητα Το ύφασµα να έχει επαρκώς µεγάλους πόρους ώστε να επιτρέπει τη δίοδο του υγρού χωρίς ανάπτυξη υπερπιέσεων πόρων 2. Συγκράτηση εδαφικού υλικού Οι πόροι του υφάσµατος να έχουν αρκούντως µικρό µέγεθος ώστε να εµποδίζουν την υπερβολική απώλεια εδαφικών κόκκων από την ανάντη πλευρά (διασωλήνωση). 3. Αποφυγή έµφραξης Το εδαφικό υλικό να µη προκαλεί έµφραξη του υφάσµατος µακροχρονίως. 4. Ανθεκτικότητα - ικανότητα επιβίωσης Το γεωσυνθετικό να είναι ανθεκτικό και ικανό να ανταπεξέλθει σε όλες τις δυσµενείς συνθήκες και επιδράσεις κατά την κατασκευή και λειτουργία σε βάθος χρόνου.

27 Λειτουργία Φίλτρου 1. ιαπερατότητα (ικανοποιητική διερχόµενη παροχή) Εξασφάλιση επαρκούς συντελεστή ασφαλείας : όπου Ψ απ = από ανάλυση υπόγειας ροής Ψ επ = από εργαστηριακές δοκιµές µε κατάλληλη προσαρµογή για να ληφθούν υπόψη δυσµενείς επιρροές ιηθητικότητα (permitivity), ψ Νόµος Darcy : Γεωύφασµα q = k n * i * A = k n * h/ t * A όπου k n = κάθετη διαπερατότητα (ΕΝ IS ) h = υδραυλικό φορτίο t = πάχος του γεωυφάσµατος σε δεδοµένη ορθή τάση Α = επιφάνεια διόδου της ροής ιηθητικότητα : ψ = k n / t = q / h* A (Τ -1 ) (ASTM D4491)

28 Λειτουργία Φίλτρου ιαπερατότητα (..συνέχεια) Μειωτικοί Συντελεστές (Reduction Factors), ανάλογα µε τις ειδικές συνθήκες και τη σπουδαιότητα του έργου. RF SCB : Λόγω µερικής έµφραξης από εδαφικά υλικά (2 έως 10) RF CR : Λόγω ερπυσµού (1 έως 3) RF CC : Λόγω χηµικής έµφραξης (1.0 έως 1.5) RF BC : Λόγω βιολογικής έµφραξης (1 έως 10) RF IN : Λόγω εισχώρησης Καθολικός Συντελεστής Ασφαλείας (Global F.S): = 3 έως 10

29 Λειτουργία Φίλτρου 2. Συγκράτηση Εδαφικού Υλικού Στόχος η αποφυγή αστοχιών λόγω διασωλήνωσης Παράµετροι που υπεισέρχονται στα κριτήρια επιλογής : - Χαρακτηριστικό µέγεθος πόρων Ο 95 : Το µέγεθος σε mm για το οποίο το 95% των πόρων του γεωυφάσµατος έχει µέγεθος ίσο ή µικρότερο από αυτό. Προκύπτει από την καµπύλη ποροµετρίας του γεωυφάσµατος που προσδιορίζεται εργαστηριακά (ΕN ISO 12956). - Φαινόµενο µέγεθος πόρων (AΟS = Apparent Opening Size) ή Ισοδύναµο µέγεθος πόρων (ΕΟS = = Equivalent Opening Size) Ο αριθµός του πρότυπου Αµερικάνικου κοσκίνου που αντιστοιχεί στο Ο Ποσοστό ανοικτής επιφάνειας (POA = = Percent Open Area) (ειδικά για υφαντά γεωυφάσµατα) Ποσοστό επιφανείας οπών στο σύνολο της επιφάνειας του υφάσµατος.

30 Λειτουργία Φίλτρου Συγκράτηση Εδαφικού Υλικού (..συνέχεια) Κριτήρια συγκράτησης Πληθώρα κριτηρίων στη βιβλιογραφία, που έχουν ως βάση τη σύγκριση του µεγέθους των πόρων του γεωυφάσµατος µε το µέγεθος των κόκκων του προς συγκράτηση εδάφους. Παρατίθενται τρία από τα πιο γνωστά : 1. Κριτήριο Task Force 25 (1983) : α) Εδάφη µε ποσοστό λεπτοκόκκων (διερχ. Νο.200) < 50% AOS του γεωυφάσµατος > κόσκινο Νο.30 Ο 95 < 0.6mm β) Εδάφη µε ποσοστό λεπτοκόκκων (διερχ. Νο.200) > 50% AOS του γεωυφάσµατος > κόσκινο Νο.50 Ο 95 < 0.3mm 2. Κριτήριο Carroll (1983) : Ο 95 < (2 ή 3) d 85 εδάφους

31 Λειτουργία Φίλτρου Συγκράτηση Εδαφικού Υλικού (..συνέχεια) 3. Κριτήριο Giroud (1982) Σχετική Πυκνότητα 1 < Cu < 3 Cu > 3 Χαλαρά D R < 50% Ο 95 < Cu * d 50 Ο 95 < 9* d 50 / Cu Μέσης Πυκνότητας 50% < D R < 80% Ο 95 < 1.5* Cu * d 50 Ο 95 < 13.5* d 50 / Cu Πυκνά D R > 80% Ο 95 < 2* Cu * d 50 Ο 95 < 18* d 50 / Cu d 50 = χαρακτηριστική διάµετρος κόκκων εδάφους Cu = Συντελεστής οµοιοµορφίας = d 60 / d 10

32 Λειτουργία Φίλτρου 3. Αποφυγή Έµφραξης Αποφυγή συνθηκών που προκαλούν έµφραξη Είναι γνωστό από την εµπειρία ότι οι παρακάτω τρείς συνθήκες είναι αναγκαίες για να υπάρχει µεγάλη πιθανότητα ολικής έµφραξης από εδαφικά υλικά. - Μη συνεκτικές άµµοι και ιλύες - Κοκκοµετρική διαβάθµιση µε κενά - Μεγάλες υδραυλικές κλίσεις Συνιστάται η αποφυγή χρήσης γεωσυνθετικών ή η χρήση γεωσυνθετικών µε µεγάλο µέγεθος πόρων µε ανοχή απώλειας εδαφικού υλικού : Συνιστώµενες τιµές : - Υφαντά γεωυφάσµατα : POA >= 6% - Μη υφαντά γεώυφάσµατα : Πορώδες, n > 40% υπό τις τάσεις του έργου n = 1 - m / ρ * t, όπου m = µάζα ανά µονάδα επιφανείας ρ = πυκνότητα του γεωσυνθετικού t = πάχος υφάσµατος

33 Λειτουργία Φίλτρου Αποφυγή Έµφραξης (..συνέχεια) Άλλες συνθήκες που προκαλούν έµφραξη : - Υπόγειο νερό µε υψηλή αλκαλικότητα. Εναπόθεση διαλυτών αλάτων (ασβεστίου, νατρίου, µαγνησίου) στη διεπιφάνεια του γεωυφάσµατος. - Βιολογική έµφραξη, ιδίως σε Χ.Υ.Τ.Α Στραγγίσµατα µε περισσότερα από 2500 mg/l συνολικά αιωρούµενα στερεά ή βιολογικό απαιτούµενο οξυγόνο (BOD = Biological Oxygen Demand) απαιτούν εργαστηριακό έλεγχο.

34 Λειτουργία Φίλτρου Αποφυγή Έµφραξης (..συνέχεια) Εργαστηριακός έλεγχος συµβατότητας Αποτελεί την ασφαλέστερη µέθοδο α. οκιµή λόγου κλίσεων (gradient ratio test) οκιµή λόγου κλίσεων (ASTM D5101) GR < 1 => ιασωλήνωση GR = 1 => Ευστάθεια GR > 3 => Έµφραξη Σηµ. : Η δοκιµή σχεδιάστηκε για µη συνεκτικά εδάφη και υφαντά γεωυφάσµατα. Για άλλα εδάφη και / ή γεωυφάσµατα, η δοκιµή δεν έχει καλή συµπεριφορά.

35 Λειτουργία Φίλτρου 3. Αποφυγή Έµφραξης (..συνέχεια) β. οκιµή ροής µακράς διάρκειας (Long-term flow test) Koerner & Ko (1982) Μειονεκτήµατα : Μεγάλος χρόνος Ανάπτυξη µικροοργανισµών στη θερµοκρασία του εργαστηρίου.

36 Λειτουργία Φίλτρου 4. Ικανότητα επιβίωσης, Ανθεκτικότητα Κίνδυνοι : Πρόκληση βλαβών κατά την κατασκευή Έκθεση σε υπεριώδη ακτινοβολία Προσβολή από χηµικά Αντιµετώπιση : Θέσπιση και τήρηση λεπτοµερών οδηγιών και προδιαγραφών (π.χ AASHTO M Geotextile Survivability Requirements Guide) µε βάση την υπάρχουσα εµπειρία. Χρήση αντιοξειδωτικών και περιορισµός του χρόνου κατασκευής. Έλεγχος συµβατότητας µε τις συνθήκες του περιβάλλοντος

37 4. Λειτουργία Στράγγισης (Συνεπίπεδη ροή)

38 Λειτουργία Στράγγισης Στράγγιση (συνεπίπεδη ροή) Σύστηµα εδάφους - γεωσυνθετικού σε ισορροπία που επιτρέπει την ελεύθερη ροή του νερού, µέσα στο επίπεδο του γεωσυνθετικού, χωρίς απώλεια εδαφικού υλικού, για όλη τη διάρκεια ζωής ενός έργου. Ρόλος του στραγγιστηρίου : Παροχέτευση όλης της απαιτούµενης ποσότητας της ροής Μείωση ή εκτροπή των δυνάµεων της ροής Αποτροπή ανάπτυξης µεγάλων υδροστατικών πιέσεων Χρησιµοπιούµενα γεωσυνθετικά : Γεωυφάσµατα Γεωδίκτυα Γεωσύνθετα

39 Λειτουργία Στράγγισης Συνήθης σύνθεση γεωσυνθετικών στραγγιστικών στρώσεων : Πυρήνας από γεωσυνθετικό µεγάλης διαπερατότητας που µεταφέρει το νερό κατά το επίπεδο της στρώσης (γεωδικτυωτό, µορφοποιηµένο πλαστικό φύλλο κ.λ.π) Επένδυση από γεωύφασµα που δηµιουργεί συνθήκες φίλτρου εµποδίζοντας τη διείσδυση λεπτοκόκκων στον πυρήνα.

40 Λειτουργία Στράγγισης Συνήθεις εφαρµογές : Στραγγιστήρια πίσω από τοίχους αντιστήριξης Στραγγιστικές στρώσεις κάτω από επιχώµατα προφόρτισης Κατακόρυφα στραγγιστήρια Ανιούσες στραγγιστικές στρώσεις (chimney drains) σε φράγµατα και αναχώµατα Στραγγιστικές στρώσεις σε Χ.Υ.Τ.Α. Κατακόρυφα πετάσµατα διακοπής οριζόντιας ροής Στρώσεις διακοπής τριχοειδούς ανύψωσης Στο εξωράχιο σηράγγων και υπογείων έργων κ.λ.π

41 Λειτουργία Στράγγισης Σχεδιασµός στραγγιστηρίων : Βασικές απαιτήσεις : Εξασφάλιση επαρκούς ικανότητας υπό τα φορτία σχεδιασµού για την παροχέτευση της µέγιστης αναµενόµενης ποσότητας ροής κατά τη διάρκεια της ζωής του έργου Ικανοποιητική µακροχρόνια συµπεριφορά Παράµετροι που υπεισέρχονται στο σχεδιασµό : Συνεπίπεδη ροή ιερχόµενη παροχή : h i = L (Darcy) : q = k p * i * A = k p * h / L* W * t (L 3 T -1 ) όπου k p = συντελεστής συνεπίπεδης διαπερατότητας (L T -1 ) Παροχετευτικότητα (transmissivity) : θ = k p * t (L 2 T -1 ) Εργαστηριακός προσδιορισµός (EN ISO 12958)

42 Λειτουργία Στράγγισης Σχεδιασµός στραγγιστηρίων (..συνέχεια): Επιρροή της ασκούµενης πίεσης, του ερπυσµού και της εισχώρησης (intrusion) στην παροχετευτική ικανότητα. Μείωση του πάχους και της διερχόµενης παροχής Κριτήριο σχεδιασµού (Συντελεστής ασφαλείας) Γεωυφάσµατα και κεκορεσµένα γεωδικτυωτά (Στρωτή ροή): Μη-κεκορεσµένα γεωδικτυωτά : (Τυρβώδης ροή) Επιτρεπόµενες τιµές => από δοκιµές που προσοµειώνουν τις επιτόπου συνθήκες Απαιτούµενες τιµές => από µελέτη που λαµβάνουν υπόψη τις επιτόπου συνθήκες

43 Λειτουργία Στράγγισης Σχεδιασµός στραγγιστηρίων (..συνέχεια): Επιβολή µειωτικών συντελεστών στις εργαστηριακές τιµές ανάλογα µε τις ειδικές συνθήκες και τη σπουδαιότητα του έργου. RF CR : Λόγω ερπυσµού (1.0 έως 2.5) RF IN : Λόγω εισχώρησης (1.0 έως 2.5) RF CC : Λόγω χηµικής έµφραξης (1 έως 2) RF BC : Λόγω βιολογικής έµφραξης (1 έως 10)

44 5. Eπίλογος

45 Eπίλογος Με σωστή επιλογή και σχεδιασµό, τα γεωσυνθετικά µπορούν να δώσουν ικανοποιητικές, τεχνικά και οικονοµικά, λύσεις σε εφαρµογές διαχωρισµού, φίλτρου και στράγγισης Η επιτυχής εφαρµογή απαιτεί : Κατάλληλες αναλύσεις Προσδιορισµό των κρίσιµων για κάθε περίπτωση ιδιοτήτων µε εργαστηριακές δοκιµές που προσοµοιώνουν τις επιτόπου συνθήκες Αναγνώριση και αντιµετώπιση των συνθηκών που µπορούν να επηρεάσουν δυσµενώς τα υλικά και τη λειτουργία τους µακροχρονίως Κατανόηση της αλληλεπίδρασης των γεωσυνθετικών µε το έδαφος και τα άλλα υλικά κατασκευής και γενικότερα µε το περιβάλλον Υψηλή, ελεγχόµενη, ποιότητα κατασκευής που εξασφαλίζει την ακεραιότητα και σωστή τοποθέτηση των γεωσυνθετικών Κρίση Μηχανικού

46 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. Bowders J. (2002) : Geosynthetics in Drainage and Filtration Applications, Training Course, 7 th Int. Conf. On Geosynthetics 2. Ingold T., Brandl H., Mannsbart G. (2002) : Types of Geosynthetics, Products and Raw Materials, Training Course, 7 th Int. Conf. On Geosynthetics 3. John N.W.M. (1987) : Geotextiles, Blackie 4. Koerner R.M. (1986) : Designing with Geosynthetics, Prntice - Hall 5. Koerner R.M. (1991) : Geosynthetics in Geotechnical Engineering, in Foundation Engineering Handbook Ed. H.Y Fang, Van Nostrand Reinhold 6. Palmeira E.M. & Fannin R.J. (2002) : Soil - Geotextile Compatibility in Filtration, Proc. 7 th Int. Conf. On Geosynthetics, Vol.3 7. Rankilor P.R. (1981) : Membranes in Ground Engineering, Wiley 8. Vidal D. (2002) : Functions and Applications of Geosynthetics in Transportation, Training Course, 7 th Int. Conf. On Geosynthetics

47 Ευχαριστίες Ευχαριστώ την Ε.Ε.Ε.Ε.Θ του Τεχνικού Επιµελητηρίου και τον Ελληνικό Σύνδεσµο Γεωσυνθετικών Υλικών που µου ανέθεσε να κάνω αυτή την εισήγηση και τον συνεργάτη µου κ. ηµοσθένη Νασούλη, Μεταλλειολόγο Μηχανικό, για την επιµέλεια της παρουσίασης.

48 Ευχαριστώ για την προσοχή σας!!!