ژئوکامپوزیت ها در کارکردهای اساسی معابر مانند جداسازی، تصفیه و تقویت کاربرد دارد. از ژئوکامپوزیت ها می توان برای پایداری خاک زیر زمینی و افزایش استحکام در یک جاده استفاده کرد. همچنین کاربرد ژئوکامپوزیت خاکی جهت افزایش پایداری شیروانی های سست و حاوی خاک های نفوذ ناپذیر می باشد.
لایه های ژئوکامپوزیت شامل ژئوگریدهای دو محوره ای هستند که بر روی لایه هایی از ژئوتکستایل پلی پروپیلن نبافته قرار گرفته اند. آزمایشات سه محوره در مقیاس های بزرگ نشان دهنده این است که یک لایه ژئوکامپوزیت، بالاست (ماده معدنی که از خردایش سنگ آذرین و آهک حاصل می شود) را بهتر از ژئوتکستایل و ژئوگرید تثبیت می کند.
بنابراین در اینجا از ترکیب ژئوتکستایل و ژئوگرید استفاده شده است، در ژئوکامپوزیت های دو محوره یک اتصال بسیار قوی با ذرات بالاست، زاویه ای را فراهم می سازد که ویژگی های اصطکاکی را بهبود می دهد.
ژئوکامپوزیت به طور معمول ترکیبی از مواد زهکشی با فیلتر ژئوتکستایل جهت جلوگیری از ورود خاک به سیستم زهکشی است. ژئوسنتتیک مورد استفاده برای زهکشی شامل لوله های پلاستیکی سوراخ شده، ژئونت ها و ژئوممبران های راه راه هستند. می توان قیر را به عنوان ماده ای که مانعی برای ژئوسنتتیک است نام برد.
ماده ژئوسنتتیک را می توان به عنوان ژئوگرید، ژئوممبران، ژئوتکستایل و ژئوکامپوزیت دسته بندی کرد. ژئوتکستایل ها مواد قابل نفوذ مصنوعی هستند که از مواد نساجی مثل پلی اتیلن، پلی استر و پلی پروپیلن ساخته می شوند. علاوه بر این موارد، اساس آماده سازی آن ها ممکن است به صورت یک ژئوتکستایل نبافته و یا بافته شده باشد.
برای درک تاثیرگذاری میزان سفتی و میزان باز شدن مواد تقویت کننده ژئوسنتتیک ها بر ظرفیت افزایش سطح صفحات، دو سری از آزمایشات تجربی ارزیابی شده است که به شرح زیر می باشد:
- در سری اول آزمایش ها از ترکیبی شامل مواد ژئوگریدی و ژئوکامپوزیت استفاده شده است.
- در سری دوم آزمایش ها روی دو لایه ژئوگرید، به عنوان تقویت کننده انجام شده است.
در نهایت به این نتیجه رسیدیم که عملکرد یک ترکیب ژئوگرید (دو لایه) و ژئوکامپوزیتی در مقاومت به پاسخ در بالا بردن از دو لایه ژئوگرید ترکیبی موثرتر است. طیف گسترده ای از آسترهای زهکشی و ژئوکامپوزیتی با کیفیت، برای تکمیل یا جایگزینی سنگ ها و ماسه ها طراحی شده اند.
محصولات ژئونتی
این محصول در جهت زهکشی دیواره پی، فرسایش، جمع آوری شیرابه دفن زباله در آسترهای دفن زباله، تشخیص نشت، درپوش و بسته شدن، تشخیص نشت حوضچه، زهکشی راه و فرش و سایر برنامه های سامانه زهکشی زیر زمینی و جمع آوری گاز متان، استفاده می گردد.
در صورت نیاز به فیلتراسیون زهکشی، ژئوکامپوزیت ها برای جلوگیری از انسداد جریان و ذرات خاک و یا افزایش خصوصیات اصطکاک استفاده می شوند. برای این کار ژئوکامپوزیت هایی متشکل از یک ژئونت را، با گرما پیوند داده و با یک ژئوتکستایل سوراخ نشده بافته، ترکیب می کنند. این یک راه حل بهینه برای برنامه های دفن زباله است.
فلسفه اساسی در پشت مواد ژئوکامپوزیت، ترکیب بهترین ویژگی های مواد مختلف به گونه ای است که برنامه های خاص به روش بهینه و با کمترین هزینه انجام شوند. بنابراین، نسبت سود به هزینه به حداکثر می رسد. چنین ژئوکامپوزیت هایی عموماً مواد ژئوسنتتیکی می باشند، اما نه به صورت همیشگی. در برخی موارد این امکان وجود دارد که استفاده از یک ماده غیر مصنوعی با ژئوسنتتیک برای عملکرد بهینه و یا کمترین هزینه سودمند باشد. تعداد امکانات بسیار زیاد است و تنها محدودیت ها نبوغ و تخیل شخص است.
کاربرد های اساسی که می توان از ژئوکامپوزیت ها استفاده کرد:
1. جداسازی.
2. تصفیه.
3. زهکشی.
4. مهار.
5. تقویت.
ژئوکامپوزیت ها برای عملکرد فیلتراسیون و جداسازی همیشه خوب هستند، اما عملکرد زهکشی به خودی خود نسبت به ژئوتکستایل ها بسیار رشد یافته است.
انواع معروف ژئوکامپوزیت ها معمولا جهت زهکشی دیوارهای حائل و زمین های ورزشی و عایق بندی گود ساختمان و سقف تونل ها استفاده می گردد.
انواع ژئوکامپوزیت های تولیدی
1. ژئوکامپوزیت سه لایه: از یک لایه ژئوممبران و دو لایه ژئوتکستایل تشکیل شده است و ژئوتکستایل ها از پلی روپیلن یا پلی استر ساخته شده اند.
2. ژئوکامپوزیت دو لایه: از یک لایه ژئو ممبران یک لایه ژئوتکستایل تشکیل شده است.
کاربرد های ژئوکامپوزیت
1. استفاده از ایزولاسیون کانال های انتقال آب و استخرهای نگهداری آب و پرورش آبزیان و مخازن آب و دریاچه های مصنوعی.
2. استفاده از ایزلاسیون مترو و تونل های زیرزمینی (سازه بتنی زیر زمینی).
3. ساخت جاده های مقاوم در جهت عبور خودروهای فوق سنگین و مقاوم سازی جاده.
4. تقویت پایه خاکریزهای مقاوم در مقابل انفجار و گلوله در فعالیت های نظامی و عملیات و جنگ.
5. ایجاد دیوار حائل خاکی برای ایجاد پایگاه نظامی صحرایی در حداقل زمان ممکن.
6. ساخت و طراحی موج شکن ها.
مشخصات ژئوکامپوزیت
1. عدم احتیاج به استفاده از ژئوتکستایل به صورت مجزا.
2. افزایش دقت، سرعت و کیفیت در نصب.
3. قابلیت استفاده از HDPE و یا LLDPE به عنوان لایه عایق.
4. دارا بودن کلیه خواص ژئوممبران و ژئوتکستایل به صورت کامل.
5. کاهش قابل توجه هزینه ها به دلیل کوتاه شدن فرآیندها.
ژئوکامپوزیت خاکی
اصلی ترین کاربرد ژئوکامپوزیت خاکی ازدیاد پایداری شیروانی های سست و حاوی خاک های نفوذ ناپذیر، افزایش ظرفیت باربری بستر سست و ریزدانه نظیر بستر ماسه ای، نمکی، لجنی، زراعی و همچنین ساخت ژئوبگ جهت حفاظت ساحلی است. ژئوبگ 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.
به غیر از کاربردهای بیان شده، به کارگیری ژئوکامپوزیت خاکی در پروژه های نفتی به خصوص در زیرسازی و تقویت بستر مخازن ذخیره سازی، بسیار قابل توجه می باشد. نصب این محصول آسان و اجرای پروژه ها را سرعت فوق العاده ای می دهد.
نظر محققان در زمینه کارآیی ژئوکامپوزیت خاکی
محققان زیادی نظیر Zorenberg (۱۹۹۴)، Christopher (۱۹۹۸)، Koerner (۲۰۰۱) و Raisinghani (۲۰۱۰) استفاده از ژئوتکستایل های بافته نشده با قدرت نفوذ بالا را برای زهکشی موثر و کاهش فشار آب حفره ای در شیروانی های حاوی خاک های با نفوذ کم را پیشنهاد کردند.
همچنین Christopher (۱۹۹۸) و O’Kelly (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 کرده اند که منجر به پایداری و افزایش ضریب ایمنی می شود. Mitchell (۱۹۹۵) ادعا کرد که در صورت طراحی و اجرای صحیح این محصولات در شیروانی ها، می توان سامانه زهکشی را نیز حذف نمود.
کاربرد ژئوکامپوزیت های خاکی در پایدارسازی شیروانی های سست
پایدار نبودن شیروانی ها در بارش ها یکی از مهم ترین مشکلات در سراسر دنیاست که هر ساله منجر به تلفات جانی و مالی بسیاری می گردد. 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 بر تسلیح و مقاوم سازی خاک، با زهکشی آب، فشار آب حفره ای را تا حد زیادی کاهش داده و شیروانی حاوی خاک نفوذ ناپذیر را در برابر بارندگی ایمن می کند.
در زمینه پایدارسازی گود بیشتر مطالعه کنید :
- ساخت از بالا به پایین یا تاپ دان چیست؟ (Top-Down Construction)
- نیلینگ یا میخ کوبی دیواره چیست؟ (Soil Nailing)
- انکراژ یا مهارگذاری خاک چیست؟ (Soil Anchorage)
- مهارمتقابل یا استرات چیست؟ (Braced Excavations – Struts)
- سازه نگهبان خرپایی چیست؟ (Truss Retaining Structure)
- خاک مسلح یا ژئوسنتتیک چیست؟ (Geosynthetict)
- سپرکوبی چیست؟ (Sheet Pile)
- دیوار دیافراگمی یا دیوار دوغابی چیست؟ (Diaphragm walls – Slurry walls)
- دیوار برلنی یا دیوار سولجر پایل چیست؟ (Berlin wall – Soldier Pile and Lagging System)
- زهکشی و آب بندی در گودبرداری چیست؟ (Drainage- Dewatering & Waterproofing )
- نقشه برداری یا مهندسی نقشه برداری چیست؟ (Surveying)
- پایش گود یا مانیتورینگ چیست؟ (Monitoring)
- دستورالعمل بهداشت، ایمنی و محیط زیست چیست؟ (HSE)
- آموزش گام به گام نقشه خوانی انواع روش های پایدارسازی و گودبرداری
- ژئوتکستایل چیست؟ (?What is a Geotextile)
- ژئوممبران چیست؟ (?what is geomembrane)
- ژئوفوم چیست؟ (What is Geofoam)
- ژئوکامپوزیت و ژئوکامپوزیت خاکی (Geocomposite)
در زمینه مطالعات ژئوتکنیک بیشتر مطالعه کنید :
- مطالعات خاک یا مطالعات ژئوتکنیک چیست؟ (Site Investigation)
- مطالعات لرزه خیزی چیست؟ (Seismicity studies)
- ژئوفیزیک (Geophysics)
- زمین شناسی (Geology)
- آزمایش سه محوری خاک (Triaxial Compression Test)
- انواع آزمایش های المانی بررسی رفتار روانگرایی خاک ها Different Types of Element Test for Soil) Liquefaction Assessment)
- روانگرایی خاک (Soil Liquefaction)
- روش های مقابله با روانگرایی خاک (Soil Liquefaction Mitigation)
- تحقیقات محلی در پروژه های ژئوتکنیک دریایی (Offshore geotechnical Site Investigation)
- آزمایش برش مستقیم (Direct Shear Test)
- آزمايش بارگذاری صفحه ای (Plate Loading Test or Plate Bearing Test)
- آزمایش برش مستقیم برجا In Situ Direct Shear) Test)
- معایب و خطاهای آزمایش برش مستقیم Disadvantages of) Direct Shear Test)
- پدیده فروچاله چیست؟ (?What is The Phenomenon of Sinkhole)
- نشست غیر یکنواخت (Differential Settlement)
- خاک های رمبنده (Collapsible Soil)
- آزمایش تحلیل چند کاناله امواج سطحی یا MASW چیست؟ (Multichannel Analysis of Surface Waves)
- آزمایش دیلاتومتری (DMT: Dilatometer Test)
در زمینه طراحی و مشاوره ژئوتکنیک بیشتر مطالعه کنید :
- معرفی نرم افزار Plaxis
- معرفی نرم افزار GEOSLOPE
- معرفی نرم افزار AutoCAD
- معرفی نرم افزار ETABS
- معرفی نرم افزار SAP2000
- معرفی نرم افزار SAFE
- معرفی نرم افزار ABAQUS
- معرفی نرم افزار FLAC
- معرفی نرم افزار MIDAS
در زمینه بهسازی خاک بیشتر مطالعه کنید :
- تزریق پر فشار یا جت گروتینگ چیست؟ (Jet Grouting)
- ریزشمع یا میکروپایل چیست؟ (Micropile & Underpinning)
- پیش بارگذاری چیست؟ (fill surcharge preloading method)
- مطالعات خاک یا مطالعات ژئوتکنیک چیست؟ (Site Investigation)
- اختلاط عمیق خاک یا DSM چیست؟ (Deep Soil Mixing)
- تراکم دینامیکی یا DC چیست؟ (Dynamic Compaction)
- ستون شنی ارتعاشی یا تراکم ارتعاشی چیست؟ (Vibro Stone Column)
- شمع ساختمان ، طراحی و اجرای شمع بتنی و شمع فلزی (Concrete Pile , Steel Pile)
در زمینه تخریب و خاکبرداری بیشتر مطالعه کنید :
- مهندسی تخریب ساختمان (Destruction Engineering)
- خاکبرداری چیست؟ (Excavation)
- رمپ و جمع آوری رمپ در گودبرداری (Ramp removal excavation)
- گودبرداری و خاکبرداری دو عملیات متمایز از یکدیگر
- گودبرداری غیر اصولی (Unprincipled Building Excavation)
- گودبرداری چیست؟ و اصول اجرای گودبرداری های ساختمانی (Excavation)
در زمینه ابنیه و ساختمان بیشتر مطالعه کنید :
- ساخت و ساز ابنیه و ساختمان (Building & Structure)
- قرارداد مشارکت در ساخت (Construction participation contract)
- نظارت بر اجرای پروژه های عمرانی (Construction Supervision)
- مشاوره ساختمانی (Construction consulting)
- مدیریت پیمان (Management Contracting)
- مدیریت طرح (Construction Management)
- انواع سیستم های سازه ای (Structural System)
- مدیریت پروژه های عمرانی (Project Management)
- آیین نامه ی ۲۸۰۰ ، طراحی ساختمان ها در برابر زلزله
مطالب مرتبط :
