ژئوسل‌ها در ساخت و ساز برای کاهش فرسایش، تثبیت خاک، محافظت از کانال‌ها و ارائه تقویت ساختاری برای تحمل بار و حفظ زمین استفاده می‌شوند. ژئوسل‌ها برای اولین بار در اوایل دهه 1990 به‌عنوان راهی برای بهبود پایداری جاده‌ها و پل‌ها توسعه یافتند.
ژئوسل‌ها برای کاربردهای حفاظت و تثبیت مهندسی شده‌اند. آن‌ها اغلب برای کمک به بهبود عملکرد مصالح ساختمانی استاندارد و درمان های کنترل فرسایش استفاده می‌شوند.
محصولات ژئوسل پانل‌های سه بعدی و قابل گسترش هستند که از پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE)، پلی استر یا مواد پلیمری دیگر ساخته شده‌اند. هنگامی که در حین نصب منبسط می‌شوند، نوارهای به هم پیوسته دیوارهای یک ساختار سلولی انعطاف پذیر و سه بعدی را تشکیل می‌دهند که مواد پرکننده مشخص در آن قرار داده شده و فشرده می‌شوند. این یک سیستم تخلیه آزاد ایجاد می‌کند که مواد پرکننده را در جای خود نگه می‌دارد و با ایجاد محصور شدن از طریق تقویت کششی از جابجایی جرم جلوگیری می‌کند. سیستم‌های محصور کننده سلولی رفتار ساختاری و عملکردی خاک و مواد پرکننده سنگدانه را بهبود می بخشد.
یکی از تکنیک های جدیدی است که برای اولین بار توسط مهندسین ارتش ایالات متحده برای تثبیت ساحل شنی استفاده شد؛ ژئوسل‌ها پنل‌های سه بعدی و قابل گسترش هستند که ساخته شده‌اند از مواد پلیمری با چگالی بالا که در آن خاک پر شده است دور تا دور محصور شده توسط ژئوسل ارائه شده است. غشاء ظرفیت حمل بار خاک را افزایش می‌دهد. تقویت ژئوسل در حال حاضر با موفقیت مورد استفاده ساختارهای مختلف ژئوتکنیکی مانند پایداری شیب، دیوار حائل، خاکریز و غیره قرار می‌گیرد.
امروزه ژئوسل‌ها یکی از اعضای پرکاربرد خانواده ژئوسنتتیک‌ها هستند که از بافت‌های پلیاتیلن به صورت یکپارچه و بدون هیچگونه نقطه‌ی جوش مشخص، درست می‌شوند. پلیمر مورد استفاده در ساخت ژئوسل باید دست نخورده، کاملا تمیز و عاری از هرگونه آلودگی بر روی آن و همچنین نباید در اثر حرارت صدمه دیده باشد.از خصوصیات مهم ژئوسل‌ها می‌توان به مقاومت بیولوژیکی، مقاومت شیمیایی، مقاومت در برابر اشعه فرابنفش، مقاومت حرارتی، مقاومت کششی، مدول الاستیسیته بالا، میزان کرنش در لحظه‌ی شکست، مقاومت انفجاری، مقاومت ساییدگی و میزان نفوذپذیری آن‌ها اشاره نمود. امروزه ژئوسل‌ها یکی از اعضای پرکاربرد خانواده ژئوسنتتیک‌ها هستند که از بافت‌های پلیاتیلن به صورت یکپارچه و بدون هیچگونه نقطه‌ی جوش مشخص، درست می‌شوند. پلیمر مورد استفاده در ساخت ژئوسل باید دست نخورده، کامال تمیز و عاری از هرگونه آلودگی بر روی آن و همچنین نباید در اثر حرارت صدمه دیده باشد. از خصوصیات مهم ژئوسل‌ها می‌توان به مقاومت بیولوژیکی، مقاومت شیمیایی، مقاومت در برابر اشعه فرابنفش، مقاومت حرارتی، مقاومت کششی، مدول الاستیسیته بالا، میزان کرنش در لحظه‌ی شکست، مقاومت انفجاری، مقاومت ساییدگی و میزان نفوذپذیری آن‌ها اشاره کرد.
ژئوسل در شاخه‌های مختلف مهندسی عمران از جمله ژئوتکنیک مورد استفاده قرار می‌گیرد. از جمله کاربردهای ژئوسل می‌توان به محدود کردن حرکت جانبی لایه‌های خاک، قلوه سنگ و حتی بتن (قبل از گیرش)، افزایش ظرفیت باربری قشر خاکی محدود شده و کاهش نشست در خاک‌ریزها، توزیع بار ترافیک در سطح وسیع‌تر و انتقال به لایه‌ی بستر، کاهش ضخامت لایه‌های روسازی و کنترل فرسایش سطح شیب‌های تند خاکی، اشاره کرد. بیشترین کاربرد ژئوسل در پایداری خاک‌ریزها و شیروانی‌های خاکی به منظور افزایش مقاومت برشی خاک می‌باشد. خاک مسلح شده با ژئوسل چسبندگی بیشتری نسبت به خاک غیرمسلح دارد و سبب بهبود خواص مقاومتی و دوام خاک خواهد شد. همچنین این محصول سختی خاک مورد نظر را نیز افزایش می‌دهد.
انواع ژئوسل
ژئوسل را می‌توان بر اساس جنس نوارهای تشکیل دهنده‌ی چشمه‌ها، ساختار نوارها (یکپارچه و سوراخ‌دار) و نیز نحوه‌ی اتصال نوارها (ساختار نقاط اتصال) دسته‌بندی کرد.
طبق مطالعات انجام شده، استفاده از ژئوسنتتیک‌ها موجب بهبود ویژگی‌های مکانیکی خاک می‌گردد. علاوه بر آن، حضور تسلیح نرخ کرنش قائم را کاهش داده و یا متوقف می‌کند. بهبود عملکرد خاک مسلح با ژئوسل به عنوان نوع خاصی از ژئوسنتتیک‌ها، استفاده از آن را در مواردی همچون خاک‌ریزها و شیروانی‌های خاکی مورد توجه قرارداده است. با در نظر گرفتن اثرات افزایش مقاومت جانبی، توزیع تنش قائم و اثر غشایی، استفاده از این محصوالت می‌تواند عاملی در جهت پایدارسازی خاک‌ریزها و شیروانی‌های خاکی و کاهش ضخامت لایه‌ی روسازی گردد. همچنین تسلیح با ژئوسل باعث افزایش چسبندگی خاک می‌شود. این در حالی است که تغییر مشهودی در زاویه اصطکاک داخلی خاک دیده نمی‌شود. حضور ژئوسل در خاک، باعث افزایش قابل ملاحظه‌ای در مقدار مدول الاستیسیته خاک می‌گردد. طبق مطالعات ارائه شده در این مقاله، قرارگیری ژئوسل در خاکریز و شیروانی‌های خاکی باعث بهبود قابل ملاحظه‌ای در پارامترهای مقاومتی آن می‌گردد.
منابع:
بررسی عملکرد و مبانی طراحی خاکریز مسلح با ژئوسل، آقایی، مهرپژوه، اسماعیلی، 1394
application of geocell in geotechnical or civil engineering, April 25, 2020
