همه چیز درباره ژئوسل

در سالهای اخیر استفاده از ژئوسنتتیک ها به عنوان مسلح کننده خاک در بسترهای سست بسیار رواج یافته است. ژئوسل یک نوع ژئوسنتتیک می باشد که استفاده از آن در پروژه های مختلف رو به افزایش است.

این ماده یک نوع مسلح کننده سه بعدی و سلولی شکل می باشد که به دلیل ساختار شبکه ای خود محصور شدگی لازم را برای خاک در داخل سلول ها فراهم می کند.

و عملکرد بسیار مناسبی از لحاظ افزایش ظرفیت باربری و سختی خاک مسلح در مقایسه با مسلح کننده های مسطح مانند ژئوتکستایل و ژئوگرید از خود نشان می دهد.

سلول های متصل به هم در ژئوسل تشکیل یک صفحه را می دهد که بار اعمال شده را در سطح وسیع تری پخش می کند و موجب توزیع یکنواخت تنش می شود.

از این رو این ماده عملکرد کلی بستر پیها را با افزایش ظرفیت باربری و کاهش نشست.

بهبود می بخشند همچنین ژئوسل مقاومت برشی خاک را افزایش می دهد.

در دهه های اخیر به خاطر صرفه جویی در هزینه و سهولت ساخت و ساز خاک مسلح شده با این ماده به طور قابل توجهی در مهندسی ژئوتکنیک برای بهبود ظرفیت باربری به کار گرفته شده است.

بسیاری از محققین بر روی اثرات مفید مسلح کننده ژئوسل و مزایای آن در مهندسی ژئوتکنیک مطالعه کرده اند؛ همچنین تاثیر پارامترهایی همچون هندسه این ماده و شکل آن در میزان افزایش ظرفیت باربری در تحقیقاتی مورد بررسی قرار گرفته است.

دانشمندان با انجام مطالعات آزمایشگاهی تاثیر ۵ پارامتر کلیدی شکل نوع و عمق قرارگیری ژئوسل ضخامت ناحیه مسلح شده و کیفیت مصالح درون این ماده در رفتار بسترهای مسلح شده با ژئوسل تک سلولی تحت بارهای استاتیکی را بررسی کرده

و آن را با ماسه مسلح شده با ژئوسل چند سلولی مقایسه کردند بخشی از نتایج آن حاکی از این بوده است که بستر مسلح شده با این ماده و مدول کشسان بیشتر سختی و ظرفیت باربری بیشتری خواهد داشت.

دانشمندان در تحقیقی دیگر از ژئوسل برای حفاظت از تاسیسات زیرزمینی و خطوط لوله های مدفون استفاده کردند.

همچنین کاربرد این ماده برای تسلیح خاکریز روی ستونهای سنگی توسط دش و بورا بررسی شد

ویژگی های سطح مشترک ژئوسل خاک یک سری آزمایش برش مستقیم بزرگ مقیاس انجام شد و اثرات خواص فیزیکی خاک مانند اندازه دانه ها تراکم نسبی مصالح و مقاومت برشی نمونه های مسلح با ژئوسل و غیر مسلح را بررسی شد.

که نتیجه ی حاصل این بود که استفاده از ژئوسل را بیشتر در تنش عمودی کم و اندازه بزرگ ذرات توصیه می شود.

اگر مصالح پرکننده سلول های ژئوسل دارای تراکم متوسط باشند افزایش سایز ذرات خاک نقش مفید ژئوسل را بیشتر نشان می دهد.

دانشمندان ظرفیت باربری پیهای مسطح و پوسته ای مسلح شده با ژئوسل را مورد بررسی قرار دادند.

نتیجه حاصل شد که پی های پوسته ای ظرفیت باربری بیشتری را نسبت به پی های مسطح عرضه می کنند؛ همچنین زمانی که بستر پی ها با ژئوسل مسلح می شود. ظرفیت باربری به میزان قابل توجه ی نسبت به بستر غیر مسلح افزایش می یابد.

همچنین پی پوسته ای مخروطی شکل ظرفیت باربری بیشتری را نسبت به پی پوسته ای هرمی عرضه می کند.

در این تحقیق در نظر است که کاربردهای مختلف ژئوسل در مهندسی ژئوتکنیک گردآوری شده و دسته بندی شود

تا جامعه مهندسین بتوانند با دید وسیع تری از این ماده در موارد مختلف استفاده لازم را داشته باشند.

کاربردهای ژئوسل در مهندسی ژئوتکنیک

یکی از موضوعات مطرح در مهندسی ژئوتکنیک تقویت و تسلیح خاک های ضعیف برای ساخت و ساز می باشد.

نمونه ای از روش های بهسازی و تقویت خاک استفاده از مسلح کننده ژئوسنتتیک است که در این زمینه کاربردهای فراوانی دارد.

ژئوسل نوعی ژئوسنتتیک بوده که به دلیل ساختار سه بعدی و تسلیح بهتر در مهندسی ژئوتکنیک محبوبیت فراوانی دارد

و در زمینه های مختلفی استفاده می شود به چند کاربرد این ماده در این پژوهش اشاره می گردد.

برای افزودن پایداری خاکریزها از مسلح کننده های ژئوسنتتیک استفاده می کنند خاکریزها بخش بنیادی جاده ها،راه آهن ها، کانالها و سدهای خاکی هستند که اغلب بالای خاکهای نرم ساخته می شوند.

کاربرد این ماده برای تثبیت کف خاکریز بناشده روی خاک نرم موثر بوده و موجب کارایی بهتر خاکریز می شود.

اجرای ستونه ای سنگی یک روش بهسازی خاک می باشد. اگر یک لایه ماسه ای بر روی ستون های سنگی قرار گیرد موجب توزیع یکنواخت تنش می شود.

مسلح کردن این لایه ماسه ای با ژئوسل اثرات بسیار سودمندی در افزایش ظرفیت باربری کاهش نشست و شکم دادگی ستونهای سنگی دارد؛

بنابراین این ماده در بستر مسلح با ستون سنگی کاربرد سودمندی دارد.

یکی دیگر از کاربردهای این ماده استفاده از آن برای حفاظت خطوط لوله های مدفون و تاسیسات زیرزمینی است.

غالباً لوله های آب یا خطوط تاسیسات در عمق کم مدفون می شوند و ممکن است در اثر اعمال بارهای ترافیکی یا بارهای سنگین وسایل نقلیه تغییر شکل داده و خراب شوند

استفاده از ترکیب ژئوسل و ژئوگرید برای حفاظت از این تاسیسات بسیار موثر بوده و موجب کاهش قابل توجه در تغییر شکل لوله ها می شود.

تسلیح خاک ضعیف با این ماده موجب افزایش قابل توجه ظرفیت باربری پی های مسطح و پوسته ای می شود؛

همچنین میزان نشست به میزان قابل ملاحظه ای کاهش مییابد که البته هندسه این ماده نوع و اندازه ذرات مصالح پرکننده و تراکم نسبی مصالح نقش مهمی را در عملکرد بستر بهسازی شده ایفا می کنند.

دانشمندان بر روی کاربرد این ماده در بستر خاکریز پژوهش کردند آنها خاکریزی را به ارتفاع ۳ متر که به این ماده متکی است بنا کردند.

خاک منطقه بسیار نرم و از نوع CL بود. آنها از یک لایه ژئوسل با ارتفاع ۱۵ متر قطر سلول ۰/۲۱ متر و مقاومت کششی ۲۰ کیلونیوتون بر متر برای تسلیح استفاده کردند؛

همچنین استفاده از یک لایه ژئوگرید در زیر لایه ژئوسل را پیشنهاد دادند همچنین مسلح کننده ۱ متر بیشتر از عرض کف خاکریز از هر دو طرف گسترش داده شد.

این خاکریز تازه ساخته شده بر روی پی مسلح با این ماده تاکنون متحمل دو باران موسمی شده و هیچ ترک یا نشستی مشاهده نشده است.

 نتیجه گیری

ژئوسل کاربردهای زیادی در مهندسی ژئوتکنیک دارد و به عنوان یک عامل تقویت کننده و مسلح کننده برای زمینه هاست به کار میرود

این ماده ظرفیت باربری را افزایش داده و نشست را کاهش می دهد و موجب بهسازی خاک می شود؛

همچنین برای رفع مشکلات نگهداری از خاک پایداری آن و کنترل کردن فرسایش خاک نیز از ژئوسل استفاده می شود.

از کاربردهای دیگر آن می توان به حفاظت از شیب ها برای کاهش پیامدهای زیست محیطی و کاهش لغزش زمین اشاره کرد.

ژئوسل ها در لایه های زیرسازی در ساختار آسفالت بزرگراه ها و جاده هایی که محل عبور ماشین ها و بارهای سنگین می باشند نیز کارایی دارد.

از ژئوسل برای افزودن پایداری خاکریزها و تثبیت کف خاکریز که غالباً بر روی خاک نرم بنا می شوند. استفاده می گردد.

فراهم آوردن یک لایه ژئوگرید در زیر ساخت لایه ژئوسل باعث تسلیح بهتر شده و عملکرد کلی بستر را بهبود می بخشد؛ همچنین ظرفیت باربری تا ۵ برابر نسبت به بستر غیر مسلح افزایش یافته که میزان قابل توجهی می باشد.

برای تسلیح خاکریز بنا شده روی ستونهای سنگی نیز از ژئوسل استفاده می شود که کاربرد آن منجر به افزایش قابل توجه ظرفیت باربری و کاهش نشست شده و همچنین شکم دادگی ستونهای سنگی را کاهش می دهد.

یکی دیگر از کاربردهای ژئوسل استفاده از آن برای حفاظت خطوط لوله های مدفون و تاسیسات زیرزمینی است.

به دلیل اینکه لوله های آب یا خطوط تاسیسات غالباً در عمق کم مدفون می شوند در اثر اعمال بارهای سنگین وسایل نقلیه دچار تغییر شکل و خرابی می شوند

از این رو استفاده از ترکیب ژئوسل و ژئوگرید برای حفاظت از این تاسیسات بسیار موثر بوده

و منجر می شود لوله های مدفون فشار کمتری را تحمل کنند و میزان کرنش و تغییر شکل لوله ها به طور قابل توجهی کاهش یابد.

ژئوسل ها به دلیل افزایش ظرفیت باربری پی ها و کاهش نشست بستر پی اهمیت به سزایی دارند؛ همچنین ابعاد ژئوسل و نوع مصالح پر کننده آن نیز بر میزان بهبود عملکرد بستر پی تاثیر گذار است.

زمانی که از ژئوسل در بستر پی استفاده میشود. ظرفیت باربری نهایی به میزان قابل توجهی نسبت به بستر غیر مسلح افزایش می یابد.