Механически стабилизированная земля ( MSE или армированная земля ) — это почва , созданная с искусственным армированием. Она может использоваться для подпорных стенок , опор мостов , волноломов и дамб . [1] [2] Хотя основные принципы MSE использовались на протяжении всей истории, MSE была разработана в ее нынешнем виде в 1960-х годах. Используемые армирующие элементы могут быть разными, но включают сталь и геосинтетику .
MSE — это термин, который обычно используется в США, чтобы отличить его от торгового наименования «Reinforced Earth». В других местах общепринятым термином является «reinforced soil».
Стены MSE стабилизируют нестабильные склоны и удерживают почву на крутых склонах и под гребневыми нагрузками. Лицевая сторона стены часто состоит из сборных сегментных блоков, панелей или геоячеек , которые могут выдерживать некоторое дифференциальное движение. Стены заполняются зернистым грунтом с армированием или без него, при этом удерживая грунт обратной засыпки. Армированные стены обычно используют горизонтальные слои георешеток . Армированная почвенная масса вместе с облицовкой образует стену. Во многих типах MSE каждый вертикальный ряд фасций вставлен, тем самым обеспечивая отдельные ячейки, которые можно заполнить верхним слоем почвы и засадить растительностью для создания зеленой стены .
Главными преимуществами стен MSE по сравнению с обычными железобетонными стенами являются простота установки и быстрота строительства. Они не требуют опалубки или отверждения, а каждый слой структурно прочен при укладке, что снижает потребность в опорах, лесах или кранах. Они также не требуют дополнительных работ по облицовке.
В дополнение к гибкости стен MSE при проектировании и строительстве, сейсмические испытания, проведенные на крупномасштабном вибростенде в лаборатории Японского национального института сельскохозяйственной инженерии (г. Цукуба), показали, что модульные блочные армированные стены [3] и, тем более, подпорные стены из геоячеек [4] сохраняют достаточную гибкость, чтобы выдерживать большие деформации без потери структурной целостности, и обладают высокой устойчивостью к сейсмическим нагрузкам. На путепроводах вдоль автомагистралей часто используется система INTER-LOK .
Использование соломы, палок и веток для укрепления саманных кирпичей и глинобитных жилищ имело место с самых ранних времен человеческой истории . Части Великой Китайской стены, как и зиккураты на Ближнем Востоке, образованы из укрепленного грунта.
В 1960-х годах французский инженер Анри Видаль изобрел современную форму MSE, названную Terre Armee (армированная земля) с использованием стальной полосовой арматуры. Первые стены из армированного геосинтетическим материалом грунта были построены во Франции в 1970 и 1971 годах. [5] Стены из армированного геосинтетическим материалом грунта используются в Соединенных Штатах с 1974 года. Белл и Стюард (1977) описывают некоторые из этих ранних применений, которые в основном представляли собой стены с обернутой геотекстилем поверхностью, поддерживающие лесозаготовительные дороги на северо-западе Соединенных Штатов. [6]
С 1980-х годов развитие армированного грунта было драматичным с использованием ряда строительных форм и армирования, включая металлические и полимерные анкеры, полосы и сетки. Первые современные формы армированного грунта были построены в Европе в конце 1960-х годов. Первая стена MSE в Соединенных Штатах была построена в 1971 году на State Route 39 недалеко от Лос-Анджелеса .
Армирование, размещенное горизонтальными слоями по всей высоте стены, обеспечивает прочность на растяжение, чтобы удерживать почву вместе. Армирующие материалы MSE могут быть разными. Первоначально в качестве армирования использовались длинные стальные полосы шириной от 50 до 120 мм (от 2 до 5 дюймов). Эти полосы иногда разрываются, хотя и не всегда, для обеспечения дополнительного трения. Существуют также готовые варианты свайных рукавов для снижения отрицательного поверхностного трения на сваях, заложенных за опорами моста MSE. [7] Иногда в качестве армирования также используются стальные сетки или сетки. Можно использовать несколько типов геосинтетики, включая георешетки и геотекстиль . Армирующая геосинтетика может быть изготовлена из полиэтилена высокой плотности , полиэстера и полипропилена . Эти материалы могут быть ребристыми и доступны в различных размерах и прочности. [8]
Для контроля эрозии и поддержки нагрузки верхний слой можно укрепить геоячеистыми материалами. [9]