Achsensteifigkeit der Geokunststoffe
Geokunststoffe sind Zugbewehrungselemente (Geotextilien, Geogitter), die durch den Anfang oder das Ende des Elements und durch die axiale (normale) Steifigkeit Jz [kN/m] definiert sind.
Bei der nicht gewebten Geotextilien wird die axiale Steifigkeit normalerweise nicht betrachtet, da diese Elemente in erster Linie als Trennschicht dienen. Gewebte Geotextilien weisen bei geringen Verformungen eine sehr geringe Anfangssteifigkeit auf - in Bereichen mit geringer Dehnung (bis zu 5%) kommt es bei konstanter Belastung zu einer markanten Zunahme der Verformungen..
Bei dem Entwurf von Geobewehrungen muss diese Tatsächlichkeit berücksichtigt werden und die Langzeit-Zugfestigkeit wird im Abhängigkeit auf der Abminderungsfaktoren definiert (unter Berücksichtigung der Beschädigung an der Elemente aufgrund der Installation, das Kriechverhalten von Geokunststoffen, biologische und chemische Einflüsse). Ebenso wohl muss die anfängliche Normalsteifigkeit des Produkts in der Gebiete mit geringen Ausdehnungen im Intervall von 0,5% bis 2% definiert werden.
Zur Bestimmung der minimalen axiale Steifigkeit der Geobewehrungen kann die folgende Formel verwendet werden, wo für die der ausgewählten Verformung entsprechende Festigkeit die maximale 10%-te Abweichung vom linearen Verlauf des Zugversuchs zugelassen wird.
wo: | Tz | - | Zugfestigkeit bei der x% Ausdehnung [kN / m] |
ε | - | x% Verformung (relative Ausdehnung) gemäß EN ISO 10 31 [%] | |
Tmax | - | maximale Zugfestigkeit gemäß EN ISO 10 319 [kN/m] | |
εmax | - | maximale Verformung (relative Ausdehnung) gemäß EN ISO 10 319 [%] |
Die Lieferanten und Hersteller von Geotextilien geben in der Regel die Zugfestigkeit bei der Ausdehnung von 2% an. Die Die Formel lautet wie folgt:
Die minimale (anfängliche) axiale Steifigkeit der Geobewehrung aus der Kurzzeitprüfung (Belastungsgeschwindigkeit gemäß ČSN EN ISO 10 319) für x% Ausdehnung wird wie folgt bestimmt:
wo: | ε | - | x%-te Verformung (relative Ausdehnung) gemäß EN ISO 10 319 [-] |
Die maximale (theoretisch erreichbare) axiale Steifigkeit der Geobewehrung für die Kurzzeit-Zugfestigkeit wird wie folgt bestimmt:
wo: | εmax | - | maximale Verformung (relative Ausdehnung) gemäß EN ISO 10 319 [-] |
Orientierungsbereiche der empfohlenen Werte der axialen (normalen) Steifigkeiten von Geokunststoffen Jz [kN/m] sind in der folgenden Tabelle angegeben:
Beschreibung der Größe | Anfängliche axiale Steifigkeit der Geotextilien für ε = 2% | Theoretische (maximale) axiale Steifigkeit der Geotextilien |
Bezeichnung (Einheit) | Jε=x [kN/m] | Jεmax [kN/m] |
Kategorie der Geobewehrung | --- | --- |
Nichtgewebten Geotextilien | - | - |
Gewebte Geotextilien | 250 ÷ 500 | 1000 |
Einachsiges Geogitter | 500 ÷ 1000 | 1500 |
Zweiachsiges Geogitter | 100 ÷ 500 für ε = 0,5% | 2500 |
Dreiachsiges Geogitter | 250 ÷ 500 für ε = 0,5% | 5000 |
Geomatte | 100 ÷ 500 | 1000 |
Entwässerung- Geokompositen | - | - |
Kompositen | 100 ÷ 500 | 1500 |
Geonetzen | - | - |
Geozellen | - | - |
Literatur:
GEOMAT ltd. (www.geomat.cz): Types of geotextiles and their function in civil engineering structures. Author: Martin Kašpar (kaspar@geomat.cz). In Czech.
HOLÝ, O., MIČA, L.: Determination of axial stiffness of geosynthetics for numerical modeling - part 1. TU Brno (paper in conference proceedings „Civil engineering structures in view of geomechanics“). In Czech.
EN ISO 10 319 (80 6125): Geotextiles - Tensile test on a wide strip. Czech standard institute, 2009. In Czech.