ژئوکامپوزیت خاکی، زهکش و مسلح کننده ی سازه ی خاکی

ژئوکامپوزیت خاکی از ترکیب ژئوگرید هایی با مقاومت بالا با ژئوتکستایل های نبافته که دارای خاصیت عبور آب و فیلتراسیون هستند، به وجود می آید. بنابراین این ژئوکامپوزیت محصولی است با مقاومت کششی بالا که دارای خواص فیلتراسیون، جدا کنندگی و هدایت آب نیز می باشد.

این محصول امکان مسلح سازی خاک های ریزدانه مانند ماسه ها را فراهم می کند. انتقال اب درون صفحه سبب می شود تا از فشار آب افقی درون سازه ی ژئوتکنیکی به سرعت کاسته شده و سازه پایدارتر گردد. ترکیب خواص مسلح سازی و فیلتراسیون و زهکشی درون صفحه ای، این محصول را به محصولی بسیار خاص و کارآمد تبدیل کرده است.

ژئوکامپوزیت خاکی

ژئوکامپوزیت خاکی چه کاربردی دارد؟

مهم ترین کاربرد این محصولات افزایش پایداری شیروانی های سست و حاوی خاک های نفوذ ناپذیر، افزایش ظرفیت باربری بسترهای سست و ریزدانه نظیر بسترهای ماسه ای، نمکی، لجنی، زراعی و همچنین ساخت ژئوبگ جهت حفاظت ساحلی می باشد.  ژئوبگ های ساخته شده از ژئوکامپوزیت علاوه بر داشتن مقاومت کششی مورد نیاز در برابر امواج دریا در عین حال که جریان آب را از خود عبور می دهند، مانع از فرار ذرات ماسه نیز می شوند. غیر از کاربردهای ذکر شده، به کارگیری این محصول در پروژه های نفتی به خصوص در زیرسازی و تقویت بستر مخازن ذخیره سازی، بسیار قابل توجه است. نصب این محصول آسان بوده و اجرای پروژه ها را سرعت می بخشد.

پایدارسازی شیروانی های سست

ناپایداری شیروانی ها در بارندگی یکی  از  مهم ترین مشکلات در سراسر دنیاست که هر ساله منجر به تلفات جانی و مالی بسیاری می شود. مشکل زمانی دو چندان می شود که خاک شیروانی نفوذپذیری کمی داشته باشد و نتواند آب جمع شده در حین بارندگی را از بین ببرد. به کارگیری ژئوکامپوزیت های خاکی علاوه برتسلیح و مقاوم سازی خاک، با زهکشی آب در درون صفحه خود، فشار آب حفره ای را تا حد زیادی کاهش داده و شیروانی حاوی خاک نفوذ ناپذیر را در برابر بارندگی ایمن می کند.

نظر محققان در زمینه کارآیی ژئوکامپوزیت خاکی

محققان زیادی نظیر Zorenberg در سال ۱۹۹۴، Christopher در سال ۱۹۹۸،  Koerner در سال ۲۰۰۱ و  Raisinghaniدر سال ۲۰۱۰ استفاده از ژئوتکستایل های نبافته با نفوذپذیری بالا را برای زهکشی موثر و کاهش فشار آب حفره ای در شیروانی های حاوی خاک های نفوذناپذیر پیشنهاد کردند. همچنین Christopher در سال ۱۹۹۸ و O’Kelly در سال ۲۰۰۸ استفاده از ژئوکامپوزیت را در سازه های خاک مسلح به عنوان راه حلی برای کاهش فشار آب حفره ای و بهبود خواص مقاومتی و مکانیکی شیروانی، پیشنهاد دادند، که منجر به پایداری و افزایش فاکتور ایمنی می گردد.  Mitchellدر سال ۱۹۹۵ ادعا کرد که در صورت طراحی و اجرای صحیح این محصولات در شیروانی ها، می توان سیستم زهکشی را نیز حذف کرد.

جدیدترین مطالعات صورت گرفته
  • در سال ۲۰۱۵ به منظور اثبات کارآیی ژئوکامپوزیت خاکی در ایمن سازی شیروانی های حاوی خاک نفوذناپذیر در مناطقی که دارای نزولات جوی زیاد است، یک شیروانی به ارتفاع ۷٫۵ متر و زاویه ۶۳ درجه در نظر گرفته شد و رفتار آن تحت بارندگی، در شرایط وجود و عدم وجود لایه هایی از این محصول، با هم مقایسه شد. در صورت به کارگیری این محصولات، استفاده از خاک های نفوذناپذیر احتمالی موجود در محل پروژه نیز بلامانع خواهد بود. نتایج حاصل از مدلسازی عددی در نرم افزار SEEP/W حاکی از این بود که به کارگیری ۹ لایه ژئوکامپوزیت خاکی موجب کاهش ۸۰ درصدری فشار آب حفره ای شد. ژئوکامپوزیت هایی که نزدیک به پاشنه قرار گرفته بودند بیشترین تاثیر را در کاهش فشار آب حفره ای داشتند. بعد از آن ها به ترتیب، ژئوکامپوزیت های اجرا شده در بالاترین تراز و تراز میانی بیشترین تاثیر را در زهکشی مناسب و کاهش سطح فشار آب حفره ای داشتند.
  • در کار پژوهشی که در سال ۲۰۱۸ توسط آقای دیوید کارلوس و همکارانش انجام شد، این طور نتیجه گیری شد که خواص مکانیکی خاک های ریزدانه با استفاده از ژئوکامپوزیت های خاکی بهبود می یابد. میزان بهبود این خواص به پارامترهای متعددی از قبیل مقاومت، تعداد لایه های مسلح کننده و فاصله آن ها از هم بستگی دارد. قرار گرفتن این محصولات در بین لایه های ماسه سبب می شود تا نمودار تنش-کرنش به دلیل محدود شدن حرکت جانبی ماسه، ارتقا یابد. در کرنش های بالا افزایش تعداد مسلح کننده ها تاثیر بیشتری در بهبود عملکرد سازه ی ماسه ای دارد.

پروژه های مرتبط

  • null

    اجرای دیوارحفاظت ساحلی با استفاده از ژئوبگ،سریک