Высокопрочные тканые геотекстили TechFab TFI 3000 Series: международный опыт и перспективы применения в России

Аннотация

Представлен обзор современного состояния нормативной базы и практики применения геосинтетических материалов в гидротехническом строительстве. Отмечено отсутствие в России специализированных стандартов для оценки взаимодействия «грунт–геосинтетик», что подтверждается публикациями отечественных исследователей. Рассмотрен международный опыт испытаний по ASTM D5321 (метод прямого сдвига), ASTM D6706 (испытания выдёргивания), IS 13326 (метод прямого сдвига) и ISO 12957-1:2018 (международный стандарт для определения характеристик трения). Особое внимание уделено лабораторному центру TechFab India (Раколи, Сильвасса), оснащённому крупногабаритными установками для оценки интерфейсного взаимодействия геосинтетиков с грунтами. На примере высокопрочных тканых полиэфирных геотекстилей TechFab TFI 3000 Series приведены ключевые технические характеристики (прочность до 1200 кН/м, долговечность до 120 лет, низкая ползучесть) и реальные примеры применения в гидротехнических сооружениях: укрепление берегов реки Нармада, защита канала Кришна, армирование откосов дамбы Тапти и устройство противофильтрационных экранов на водохранилище Укая. Сделан вывод о том, что наличие у производителя собственной испытательной базы и верифицированных характеристик продукции позволяет российским проектировщикам и заказчикам адаптировать материалы под конкретные условия эксплуатации, а международный опыт может служить опорой для разработки отечественных нормативов.

Ключевые слова

геотекстиль; геосинтетики; гидротехнические сооружения; берегоукрепление; интерфейсные испытания

Введение

Применение геосинтетических материалов (ГСМ) в гидротехническом строительстве в последние годы значительно расширилось. Геотекстили, георешётки, геокамеры и геомембраны используются для армирования, фильтрации, дренажа и защиты конструкций. Одним из ключевых вопросов при проектировании остаётся корректная оценка взаимодействия геосинтетического материала с грунтом в реальных условиях эксплуатации.

В российской нормативной базе отсутствует специализированный документ, регламентирующий методы испытаний интерфейса «грунт–геосинтетик». ГОСТ 12248.1-2020 позволяет определять характеристики прочности грунтов методом прямого сдвига, однако не предусматривает способов оценки взаимодействия грунта с геосинтетическими материалами. Как отмечает С. А. Захарова (Гидротехника, 2024, № 1), требуется разработка отдельного нормативного документа, учитывающего функциональное назначение ГСМ в конструкции.

[Большой испытательный стенд для pull-out тестов по ASTM D6706]

Российский контекст

Пробел в нормативной базе частично восполняется научными исследованиями. Так, в работе Д. Н. Сомова и соавт. (ПГУПС, 2024) была апробирована методика ASTM D5321 для определения сдвиговых характеристик грунта на границе с геосинтетическим материалом. Результаты показали применимость международной методики и необходимость её адаптации для российских условий.

Отдельные испытания, в том числе на крупных образцах, выполнялись в зарубежных лабораториях (Германия). Это подчёркивает, что российским проектировщикам приходится опираться на международные стандарты и техническую документацию производителей, предоставляющих подтверждённые интерфейсные характеристики материалов.

Таким образом, в профессиональной среде сформирован запрос на материалы, для которых уже имеются верифицированные параметры взаимодействия с грунтами, что позволяет использовать такие данные при проектировании без проведения дорогостоящих экспериментальных исследований.

Международный опыт TechFab India

Особый интерес в этом контексте представляет опыт компании TechFab India, которая является не только производителем геосинтетических материалов, но и владельцем собственной испытательной инфраструктуры. В 2022 году в Раколи (Сильвасса, Индия) был введён в эксплуатацию современный лабораторный центр, включающий:

• крупногабаритную установку для испытаний pull-out по ASTM D6706;

• оборудование для проведения прямых сдвиговых испытаний по IS 13326 (Part 1) и ISO 12957-1:2018;

• аппаратуру для анализа грунтов: гранулометрический состав, пределы пластичности, уплотнение, водонасыщение, плотность и удельный вес.

Наличие собственных испытательных комплексов позволяет TechFab проводить комплексную оценку взаимодействия геосинтетиков (включая TechGrid, TechGeo, TGC и TFI 3000 Series) с различными типами грунтов и моделировать реальные условия эксплуатации.

Высокопрочные тканые полиэфирные геотекстили TechFab TFI 3000 Series характеризуются:

• прочностью на разрыв до 1200 кН/м (MD);

• низкой ползучестью и расчётной долговечностью до 120 лет;

• подтверждённой долговременной прочностью (LTDS), учитывающей факторы ползучести, возможных повреждений при укладке и химической стойкости.

[Высокопрочный тканый  геотекстиль TechFab (Техфаб) TFI 3000 Series PET]

Таблица 1. Ключевые характеристики TechFab TFI 3000 Series (фрагмент TDS)

Примеры применения TechFab TFI 3000 Series

• Река Нармада (Индия) — укрепление берегов с использованием TFI 3000 в качестве армирующего и фильтрующего слоя, предотвращающего эрозию и повышающего устойчивость откоса.

• Канал Кришна (Индия) — защита откосов и дна канала от размыва, повышение устойчивости конструкции.

• Дамба Тапти (Индия) — армирование откосов и улучшение противофильтрационных свойств грунтовых элементов.

• Водохранилище Укая (Индия) — устройство противофильтрационных экранов с применением TFI 3000 в сочетании с геомембранными системами.

[Водохранилище Укай (Валлабх Сагар) — второе по величине водохранилище в штате Гуджарат, Индия]

Сравнительный анализ

• ГОСТ 12248.1-2020 — определяет прочностные характеристики грунтов, но не предусматривает методов оценки взаимодействия с геосинтетическими материалами.

• ASTM D5321 и IS 13326 — позволяют оценивать коэффициент трения на границе «грунт–геосинтетик» методом прямого сдвига.

• ASTM D6706 — определяет сопротивление выдёргиванию (pull-out resistance).

• ISO 12957-1:2018 — международная методика проведения испытаний прямого сдвига, применяемая также в европейской практике (в том числе при расчётах по рекомендациям EBGEO).

Заключение

Опыт компании TechFab India показывает, что производитель геосинтетических материалов может одновременно являться компетентным исследовательским центром, предоставляющим подтверждённые данные по взаимодействию материалов с грунтами.

Для России, где отсутствуют специализированные нормативы на интерфейсные испытания, наличие таких данных особенно ценно: проектировщики получают возможность применять материалы с верифицированными характеристиками и адаптировать их под конкретные объекты.

Таким образом, высокопрочные тканые геотекстили TechFab TFI 3000 Series представляют собой комплексное инженерное решение, способное стать основой для дальнейшего развития отечественной нормативной базы и практики применения геосинтетиков в гидротехническом строительстве.

Список литературы

1. Захарова С. А. Требования к испытаниям геосинтетических материалов и их специфика в зависимости от функционального назначения в гидротехнических сооружениях // Гидротехника. 2024. № 1. С. 52–59.

2. Сомов Д. Н., Игошев И. С., Петряев А. В. Апробация методики сдвиговых испытаний геосинтетического материала // Бюллетень результатов научных исследований. 2024. Вып. 3. С. 114–127. DOI: 10.20295/2223-9987-2024-03-114-127.

3. Татьянников Д. А., Пономарёв А. Б., Клевеко В. И., Schlömp S.-H., Schwerdt S. Определение характеристик трения для двух типов геосинтетических материалов путём проведения испытаний методом прямого сдвига // Вестник ПНИПУ. Строительство и архитектура. 2014. № 1. С. 5–15.

4. ASTM D5321. Standard Test Method for Determining the Shear Strength of Soil-Geosynthetic and Geosynthetic-Geosynthetic Interfaces by Direct Shear.

5. ASTM D6706. Standard Test Method for Measuring Geosynthetic Pullout Resistance in Soil.

6. IS 13326 (Part 1). Methods of test for determination of interface friction between soil and geosynthetics.

7. ISO 12957-1:2018. Geosynthetics — Determination of friction characteristics — Part 1: Direct shear test.

8. TechFab India. Technical Data Sheet TFI 3000 Series High Strength Woven Polyester Geotextile. Edition 2022.

9. Geosynthetics Magazine. TFI 3000 Series High-Strength Polyester Woven Geotextile. February 2020.

10. EBGEO: Recommendations for Design and Analysis of Earth Structures using Geosynthetics. 2nd Edition. Ernst & Sohn, Berlin, 2010.