Геотор - газрын инженерчлэлийн эрчим хүчний сонголт

Гео тор хэрхэн ажилладаг вэ: Хөрсийг бэхжүүлэх механизм ба зарчим

Гео тор гэж юу вэ, газрыг бэхжүүлэхэд хэрхэн ажилладаг вэ?

Гео торууд нь ихэвчлэн хөрсийг тогтворжуулахад тусалдаг полимер торнууд юм. Нээлттэй бүтэц нь хөрсний жижиг хэсгүүд торын завсар хооронд бэхлэгдэж, хөрс өөрөө шахалтын хүчийг даах бол гео тор нь чангалах ачааллыг даадаг нийлмэл материал шиг зүйл үүсгэдэг. Энэ хослол нь хажуу зүгт шилжих хөдөлгөөнийг зогсоох ба Геосинтетик Интернашнал (Geosynthetics International) судалгаанаас 2023 онд гарсан мэдээллээр энгийн хөрсөн дээр суурилуулсан харьцуулахад ойролцоогоор 40 хувийн илүү ачааллыг даах чадвартай болгодог.

Хөрс-гео торны харилцан үйлчлэлийн зарчим болон механик бэхэлгээ

Хөрс-гео торны үйл ажиллагаа нь хоёр механизм дээр тулгуурладаг:

• Үрэлтийн эсэргүүцэл : Хөрс торны саваан дээр наалдах бөгөөд түүхэлтийн бат бөх чанарыг үүсгэдэг.
• Механик холбоо : Жижиг чулуулаг торны нүхнүүдэд бэхлэгдэж, хатуу, нэгдмэл матриц үүсгэдэг.

Эдгээр процессууд нийлж вертикаль болон хөндлөн чиглэлд хүчлэлийг дахин тарааж, ялгаатай суналтыг 55–70%-иар бууруулдаг. Газрын налуу хэсэгт энэ харилцан үйлчлэл нь хөрсний давхаргуудыг бэхлэж, ачаалал дор сунгалтын өндөр холбоосын хүчийг эсэргүүцсэн үед гулсахаас сэргийлдэг.

Гео-торгоны үйл ажиллагаагаар ачааллыг тараах, суналтыг бууруулах

Геосетка нь замын гадаргуу дээрх зовиуртай жижиг деформацаудыг багасгахын тулд доод талын хатуу чанарын шорооны давхаргад ачааллыг тарааж, сул суурин дээр тогтворжилт оруулдаг. Тухайн тохиолдолд зам барихад эдгээр сүлжээнүүд нь замын хөндийрлийн асуудлыг ойролцоогоор гуравны хоёроор багасгаж, замыг засвартай болгох хүртэл хамаагүй илүү их хугацаа үргэлжилдэг. Бодитоор хийсэн туршилтууд маш гайхамшигтай үр дүн гаргэж, торф шороон дээр байршуулахад хэвийн нөхцөлд цэгээлтийн хурд жилд 12 мм байдаг бол геосеткаар бэхэлснээр жилд 4 мм-с бага болтлоо буурч байна. Нөгөө нэг ач холбогдол нь тэдгээрийн хатуу чанар нь газар хөдлөх үед зүйлсийг хажуу тийш тархахаас сэргийлж, бүтэц бүрэн хадгалагдахыг хангаж, цаашлаад олон удаа газар хөдлөх үед ч бүтцийг хадгалж үлддэг.

Геосеткийн төрлүүд: Нэг тэнхлэгт, Хоёр тэнхлэгт, Гурван тэнхлэгт – харьцуулалт

Нэг тэнхлэгт, Хоёр тэнхлэгт, Гурван тэнхлэгт Геосеткууд: Бүтэц ба Үндсэн Хэрэглээ

Нэг чиглэлт гео торнууд нь урт, сунгасан нүхтэй бөгөөд зөвхөн нэг чиглэлд хүчтэй чангалах эсэргүүцэлтэй ирдэг. Энэ нь тэдгээрийг зөвхөн нэг талын стресст өртөмтгий налуу газар эсвэл барьж буй хашлага хана барихад маш сайн ажиллах боломжийг олгодог. Харин хоёр чиглэлт торууд руу шилжвэл, тэдгээр нь квадрат эсвэл тэгш өнцөгт хэлбэрийн нүхтэй байдаг. Энэ нь торны дагуу хоёр чиглэлд ойролцоогоор ижил хүчийг өгдөг тул зам, паркинг зэрэг газруудад талбайн дээгүүр жигд даралт үзүүлэх үед ихэвчлэн ашигладаг. Триаксиал гео торнууд нь хэксагональ загвараар илүү дэвшилтэт байдаг. Эдгээр торнууд нэгэн зэрэг олон чиглэлд дэмжлэг үзүүлдэг тул хүнд жинтэй тоног төхөөрөмж байнга хөдөлж байдаг нисэх онгоцны нисэх талбай, томоохон үйлдвэрийн газрууд зэрэг газруудад удаан хугацаанд тогтвортой ачааллыг даахад тохиромжтой.

Материалын үргэлжлэх чадвар ба орчны нөлөөллөөс хамгаалах чадвар

Олны орчны шүргээнүүд нь ихэвчлэн өндөр нягтшлын полиэтилен (HDPE) эсвэл полиэстерээр хийгддэг бөгөөд HDPE нь гэрлийн болон химийн эсрэг тэсвэрт чанар сайтай. Эдгээр полимерүүд ердийн нөхцөлд 50 жилийн туршид суналтын хүчний 90–95% -ийг хадгалж чаддаг бөгөөд коррозид өртөмтгий цайрны бэхэлгээнээс илүү их хугацаагаар үргэлжилдэг. Хучилтууд нь хүчиллэг эсвэл чийглэг хөрсөнд даах чадварыг илүү сайжруулдаг.

Суналтын хүч ба деформацийг удирдах: Ажиллагааны харьцуулалт

Нэг тэнхлэгт торны систем нь гол тэнхлэгийн дагуу метр тутамд ойролцоогоор 200 кН хүртэлх хүчийг эсэргүүцэж чаддаг боловч нөгөө чиглэлд их ачаалал тэвчих чадваргүй. Хоёр тэнхлэгт сонголт руу шилжвэл, эдгээр нь ерөнхийдөө хоёр чиглэлд 30-50 кН/м хүртэлх хүчийг өгдөг. Энэ нь хүчирхийлэлгүй ердийн суурь материалтай харьцуулахад хажуу зурагдлыг ойролцоогоор 40 хувиар бууруулдаг. Илүү сайн үзүүлэлт шаардагдах хэрэглээнд гурван тэнхлэгт загваруудыг ашигладаг. Эдгээр нь стрессыг бүх чиглэлд жигд тараах боломжийг олгох бөгөөд ачаалал дахин дахин өгсөн ч деформацийг 2%-иас доош байлгаж чаддаг. Ийм төрлийн тогтвортой байдал нь их хэмжээний тээврийн хэрэгсэл явдаг эсвэл газар хөдлөлт, бага тунхаглалд өртөмтгий газруудад ялангуяа ашигтай болгодог.

Төслийн инженерийн шаардлагад нийцсэн гео-торыг сонгох

Ачааллын чиглэл, хөрсний төрөл болон загварын амьдралын хугацааг үндэслэн сонгоно уу. Вертикаль барилга байгууламжид нэг чиглэлт, хавтгай эсвэл динамик ачаалалтай гадаргуунд хоёр чиглэлт, сул суурин дээр нарийн олон чиглэлт хүчлэгийн орчинд гурван чиглэлт торыг ашиглана. Тусгай орчинд сулралтанд тэсвэрт чанар, зангилааны хүчийг баталгаажуулсан баталгаат бүтээгдэхүүнийг эхлүүлэн сонгоно.

Инженерийн, тээврийн болон налуугийн барилга дахь геоторын үндсэн хэрэглээ

Геотор ашиглан зам, төмөр зам, барьц, хогийн цэгцлэлтийг тогтворжуулах

Гео торууд нь тээврийн систем, барилга байгууламжийн бүтцийг дэмжиж, доод давхаргын тогтвортой байдлыг сайжруулах замаар бусад бүтэц, байгууламжийг хүчтэй болгодог. Зам, төмөр замд гео торыг ашиглахад тээврийн хэрэгслүүдийн жин илүү жигд тархаж, талбайн уналт, шахагдах зэрэг асуудлыг талбайн шалгалтаар гаргаснаар ойролцоогоор 60 хувь бууруулж чаддаг. Хадны хашлага барихад ч гео торыг суурилуулах нь ихэвчлэн түүнийг инженерчлэлийн хувьд "татах масс" гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь хананд үйлчлэх хажуу чиглэлд орсон хүчийг харьцангуй хуучин арга барилаас илүү сайн эсэргүүцдэг гэсэн үг юм. Энэ нь илүү налуутай хана барих боломжийг олгох агаад нэмэлтээр шороо оруулах шаардлагыг багасгаж, зардлыг хэмнэхэд хүргэдэг бөгөөд үнэлгээгээр 20-35 хувийн хэмнэлт гардаг. Цэвэрлэх станцын үйлчлүүлэгчид мөн өөртөө маш их ашигтай гэж үздэг. Гео тор нь ус шүүдэггүй хальсны дээрх хамгаалалтын шорооны давхаргыг тогтвортой байлгахад маш сайн ажилладаг бөгөөд цаашид шинэ хэсгүүдийн жигд бус суурьшлыг арилгахад дэмжлэг үзүүлдэг.

Гео торгоор зөөлөн хөрст дээр барилга байгууламжийн суурь байгуулах

Сул эсвэл тэлэлт ихтэй хөрсөнд гео торгоор дарагдлын чадал нэмэгдэж, томоохон ухлагагүйгээр суурь болон үйлдвэрийн хавтангуудын доорх ялгаатай суналтыг бууруулдаг. 2023 оны геосинтетик судалгаа нь хагас чанартай суурь дээр ч гэсэн хоёр чиглэлийн гео торгоор замын давхаргын амьдралыг 40–50%-иар сунгасан байдаг.

Газрын налуу ихтэй газар газрын хажигнасыг тогтворжуулах, элэгдэлээс хамгаалах ажлууд

45°-аас илүү налуутай газар гео торгоор хөрсний шүргэлтийн эвдрэлийг эсэргүүцэж, газрын хажигнал, гадаргын элэгдлийг саатуулдаг. Тэдгээрийн суналтын хүч нь илүү налуу хануудыг барьж, ухлагыг багасгадаг. Уулархаг газар замын сэргээн босголтын төслүүд гео торгоор хийснээр газрын хажигнал 72%-иар буурсан, тогтворжуулах зардал 28%-иар буурсан байдаг (Ponemon, 2023).

Тохиолдол: Гео торгоор бэхэлсэн суурь дээрх замын сэргээн босголтын төсөл

Зөөлөн хүрхэрийн газар нутагт нэгэн сэргээн босгох төслөд суурь шоргоолжны доод хэсэгт нэг чиглэлт гео-торыг ашигласан. Энэ шийдэл нь шаардлагатай нийлмэлийн зузааныг 35%-иар бууруулж, ачааллыг дамжуулах чадварыг сайжруулсан. 18 сарын дараа гадаргуугийн трещиний тоо 54%-иар буурсан нь чиглэсэн бэхэлгээ нь хүнд нөхцөлд газрын илүү их бат бөх байдлыг хангаж өгч байгааг харуулж байна.

Гео-торын орчин үеийн газрын инженерийн ажиллагаан дахь орчин үеийн байдал болон нас барахын давуу тал

Материалын хэрэглээг багасгаж нүүрстөрөгчийн хийн хаягдлыг бууруулах

Гео-тор нь нийлмэлийн хэрэглээг хамгийн ихдээ 40%-иар бууруулдаг тул барилгын үед гарах нүүрстөрөгчийн хийг багасгадаг (Геосинтетик Институт, 2023). Техникийн загвар нь инженерчид орон нутгийн дүүргэгч материалыг ашиглах боломжийг олгодог бөгөөд тээврийн замын ачаалал болон бие даасан нүүрстөрөгчийн хэмжээг хамгийн бага байлгадаг. Жишээлбэл, 1 км-ийн замын хэсгийг бэхлэх нь чулуу тунгалаг олборлох, урт зайдаа тээвэрлэх үйл явцыг салган авч, ойрох 120 метрик тонн CO₂ эквивалентийг хэмнэдэг.

Орчин үеийн газрын инженерийн ажиллагаанд гео-торын экологийн хувьд тустай байдал

Хэт ягаан туяа болон химийн задралаас 95% эсэргүүцэх чадвартай, полимер гео-сүлжээнүүд нь нөөцийг хэмнэх үүднээс олон арван жилийн турш солих шаардлагагүй ажилладаг. 2023 оны амьдралын мөчлөгийн шинжилгээ нь гео-сүлжээгээр бэхэлсэн налуу нь шохойн хашлагаас 30 жилийн турш 67% бага засвар шаарддаг бөгөөд мэдээж илүү бага экологийн эвдрэлтэй байдаг.

Амьдралын мөчлөгийн шинжилгээ: Гео-сүлжээ vs. Традицион газрын бэхэлгээний аргууд

50 жилийн хугацаанд гео-сүлжээнүүд нь айлчлал болон орчны хувьд томоохон давуу талуудыг санал болгодог:

Мэдээлэл: 2023 онд геосинтетик бүтээгдэхүүний амьдралын мөчлөгийн үнэлгээ

Тэдгээрийн үр дүнтэй ачааллын тараалт нь хамаагүй цөөн материал ашиглан ижил ажиллагааг олж авах боломжийг бий болгох бөгөөд эргэлзээтэй орчин үеийн экологийн стандартын шаардлагад нийцэхэд дэмжлэг үзүүлдэг.

Газрын сүлжээний үнэ, цаг хэмнэлт инфраструктурын хөгжилд

Олборлолт, дүүргэвч, материал хэмнэх замаар зардлыг бууруулах

Газрын сүлжээнүүд олборлолтын гүнийг хамгийн ихдээ 40%-иар, нүүрсний хэрэгцээг 30%-иар бууруулдаг бөгөөд энэ нь материаллаг зардалд 15–25% хэмнэлт оруулдаг. Талбайн хөрсийг ашиглах боломжийг олгох замаар дүүргэвчийг нийлүүлэхтэй холбоотой зардлыг бүрэн арилгадаг. Жишээлбэл, замын төслүүд бүтцийн чадавхыг хадгалж байх үед доод давхарганд 35% бага жигнэмэг чулуу шаарддаг.

Газрын сүлжээний хурдан суурилуулалтаар барилгын хугацааг богиносгох

Модуль бүхий хөтлөх суурилуулалт нь цагт 1,500 м² хүртэлх талбайд суурилуулах боломжийг олгох бөгөөд барилгын үе шатыг 20–30%-иар богиносгодог. Газрын налуугийн төслүүдэд шахалтын цикл багасч, гүйцэтгэлийг 15% илүү хурдан дуусгадаг талаар гэрчилгээ гарч байна. Бетон эсвэл тогтворжуулсан суурьтай харьцуулахад гео-сүлжээнүүдийг хатуурах хугацаа шаардлагагүй байдаг тул төслийн хугацааг хурдасгадаг.

Гео-сүлжээний бэхэлгээгээр урт хугацааны үйлчилгээний зардлыг бууруулах

ASTM D6637-д нийцсэн судалгаанууд нь гео-сүлжээгээр бэхэлсэн үндсэн дэмжлэг 20 жилийн турш гадаргуун деформаци багасаж, 50% бага тохиолддогийг харуулж байна. Асфальт замд гарч буй гуталт 60%-иар буурч, жилийн үйлчилгээний зардлыг квадрат метр тутамд 18–32 ам.доллароор бууруулдаг.

Томоохон төслүүдийн эдийн засгийн болон үйл ажиллагааны тэгш хандлагат чанар

Амьдралын мөчлөлийн үнэлгээнүүд нь гео торууд нь хэвийн арга боловсруулалтаас 80% бага засвар үйлчилгээний зардалтайгаар 40 жилийн үйлчилгээний хугацаатай болохыг баталж, оновчтой логистик, материал хэмнэлттэй байдлаар тээврийн гол замууд дээр километр тутамд СО₂ ялгаралтыг 22% бууруулж, иргэний байгууламжийн салбарт эдийн засгийн үр ашгийг бүтцийн эдийн засгийн зорилттой уялдуулдаг.

Ихэнх асуултууд

Гео тор ашиглах үндсэн давуу талууд юу вэ?

Гео тор нь хөрсийг тогтворжуулах, материал хэрэглээг бууруулах, барилгын бат бөх чанар, үйлчилгээний хугацааг уртасгах, СО₂ ялгаралтыг бууруулах, барилгын үйл явцад цаг хугацаа, мөнгөний үр ашгийг сайжруулахад хувь нэмрээ оруулдаг.

Иргэний байгууламжийн төслүүдэд гео торыг хэрхэн ашигладаг вэ?

Гео торуудыг зам, төмөр зам, барьц тавиу, хогийн цэг, налууг тогтворжуулахад ашигладаг. Эдгээр нь ачааллыг үр дүнтэй тарааж, шахалтын хэрэгцээг бууруулж, сул хөрсийг бэхжүүлдэг.

Тодорхой хэрэглээнд тохирох гео торын ямар төрлүүд байдаг вэ?

Нэг чиглэлт гео торнууд нь хашлагааны хануудад, хоёр чиглэлт торнууд зам, машин зогсох газарт, гурван чиглэлт торнууд нисэх онгоцны буудлын болон нарийн ачаалал өгч буй газруудад тохиромжтой.

Гео торнууд орчин үеийн тэвчээр байдлын хувьд ямар хувь нэмрээ оруулах вэ?

Гео торнууд материал хэмнэж, тээврийн хэрэгслээр тээж зөөх хэмжээг багасгаж нийт ялгаруулалтыг бууруулдаг бөгөөд цаг хугацаа өнгөрөх тутам засвар хийх шаардлагыг багасгаж, орчин үеийн нөлөөллийг багасгадаг.

Гео торнууд хатуу орчин үеийн нөхцөлд тэсвэртэй байж чадах уу?

Тийм ээ, ялангуяа HDPE ба полиэстерээр хийсэн гео торнууд нь цацраг идэвхит туяа, химийн бодисуудад тэсвэртэй бөгөөд арван жилийн турш суналтын хүч чадлыг хадгалж, уламжлалт арга замаас илүү ашигтай байдаг.