Geosünteetide mõju kandevõimele ja tihedusele

Lõputöö eesmärk oli uurida geosünteetide mõju pinnase kandevõimele ja tihedusele läbi kandevõimemõõtmiste. Katsetes kasutati geotekstiili ja kolme erinevat, kuid parameetritelt sarnaseid geovõrke. Kokku tehti viis katsetust, kõik katsed teostati Tallinna Tehnikakõrgkooli teedelaboratooriumis. Katsetuste käigus saadud tulemusi kõrvutades on selgelt näha, et eraldava geotekstiili kasutamine konstruktsioonis 10 - 20 cm killustikuga vähendab oluliselt mõõdetud kandevõimet. Põhjuseks võib olla liiga õhukene täitematerjali kiht geotekstiili peal, mis ei tihene ning hakkab geotekstiili pinnalt tagasi põrkuma. Tulemused näitavad, et 20 cm kihi peal kandevõimete erinevused vähenevad, seega olukord paraneb, kui geotekstiilile lisada rohkem killustiku. Teiseks põhjuseks miks geotekstiil mõjutab kandevõimet, võib olla materjalide omavahelise nakke kadumine geotekstiili tõttu. Ehk liiva ja killustiku vahel ei teki piisavat nihkekindlust ning kadevõime mõõtmisel võib tekkida olukord, kus killustik saab mööda geotekstiili pinda mõõteseadmete alt nii-öelda välja roomata. Geovõrkude kasutamise puhul ei ole kandevõime erinevused nii suured, kui geotekstiiliga. Tulemusi vaadates on näha, et kandevõime on vägagi sarnane geovõrgu kasutamisel, kui ka mitte kasutamisel ja seda kõigi kolme katse puhul. Tulemusi ei mõjuta ka killustiku lisamine konstruktsiooni. Seega ei saa siinkohal väita, et kandevõimet mõjutaks liiga õhukene täitematerjali kiht nagu seda oli märgata geotekstiili puhul. Ühtlasemad tulemused tagab kindlasti ka materjali lukustumine geovõrgu avadesse, sedasi ei teki nihkekindluse probleemi nagu geotekstiili puhul. Kindlasti mõjutab tulemusi geosünteedi alune pinnas, katsetes kasutatud keskliiv on suhteliselt heade omadustega. Kehvemate pinnaste puhul, mis tihtipeale objektidel ka aluspinnaseks on, võib mõõdetud kandevõimete erinevus olulisel määral suureneda ja tekkida olukord, kus nõutud kandevõimet just geotekstiili kasutamisel ei ole võimalik saavutada. Inspector 3 ja plaatkoormusseadme kandevõimete erinevus katsete käigus oli keskeltläbi 20%. Ehk siis inspector seademe tulemused olid plaatkoormusseadmest alati suuremad killustiku pinnalt. Liiva pinnalt mõõtes oli tulemuste erinevus suurem, kuid vastupidine, kuna inspectori langev raskus 61 tekitab olukorra, kus seadme talla alt pressitakse liiv välja, ning pinnase deformatsioon tänu sellele kasvab ja tulemused on väiksemad, kui plaatkoormusseadmega mõõtes. Odemarki valemiga arvutatud kandevõime on kõigi viie katse puhul vägagi sarnane inspectoriga mõõtetud kandevõimetele juhul, kui liiva elastsusmooduliks võeti 150 Mpa, mis on katsetes kasutatud liiva puhul küllaltki reaalne. Arvutuses kasutati suuremat liiva elastsusmoodulit kuna oli alust arvata, et liiva kandevõime kasavas katsete käigus pidevalt tänu killustiku tihendamisele. Seda tõestab ka odemarki valemi arvutusliku kandevõime sarnasus kõigi viie katse puhul.

The aim of this thesis was to research the effect of geosynthetics on the bearing capacity and density of the ground through laboratory testing. Geotextile and three different geogrids, which were similar in parameters, were used while testing. In total there were five tests which were carried out at the laboratory of road in TTK University of Applied Sciences. When comparing the results of the experiments it was clear that using separation geotextile in construction with 10-20 cm splinters substantially decreases the bearing capacity of the ground. The reason may be because of the thin layer of filling on geotextile, thus it does not compress and starts colliding off the geotextile. The results show that when using a 20 cm layer of splinters the differences between bearing capacities decrease, therefore the situation improves when adding more splinters to the geotextile. Another reason why geotextile affects the bearing capacity may be the loss of adhesion between the materials because of geotextile. That is, not enough shear strength is being formed between sand and splinters. Thus when measuring bearing capacity, a situation may occur where the splinters may be able to crawl out underneath the measuring equipment along the geotextile. The differences among bearing capacities are smaller when using geogrids instead of geotextile. Studying the results of all three experiments where geogrids were used, shows that the bearing capacity is very similar in both occasions – with geogrid and without it. The results stay unaffected when adding splinters on the construction.. Therefore it cannot be concluded that a too thin layer of filling would have an effect on the bearing capacity like it was with geotextile. More uniform results are insured when the material is locked into the geogrid openings, that way a problem with shear strength cannot occur like it did with geotextile. The ground under geosynthetics will definitely influence the results. Medium sand, which was used in the experiments, has relatively good quality. The differences between bearing capacities can increase substantially with worse ground, which often is the subsoil of the constructions. Therefore 63 the measured differences in bearing capacities may increase significantly and it may happen that the required bearing capacity, when using geotextile, cannot be achieved. Throughout the tests the differences in bearing capacity between the Inspector 3 and plate-loaddevice were on average 20%. The results of the Inspector device were always bigger than the plate load device’s when measuring on splinter surface. The differences on sand surface were even bigger, but vice versa. That is because of the Inspector device’s falling weight, which causes the sand to be pressed out from underneath its sole, thus increasing the deformation of the surface and the measured results will be smaller than of the plate load device’s. Measured results with the Inspector device were all similar to the bearing capacities calculated with Odemark’s formula, when sand’s modulus of elasticity was fixed to 150Mpa. Which is rather probable for the sand used in the experiments. A bigger modulus of elasticity for sand was used in the experiments because there was reason to believe that sand’s bearing capacity continuously increased when thickening splinters. That is proven by similar results of bearing capacity calculations with Odemark’s formula throughout all five tests.