Геосеткийн хэрэглээ нь хогийн цэгцлэх талбайн налууг бэхжүүлэхэд

Геосеткийн хогийн цэгцлэх талбайн налууг тогтвортой болгох үүрэг

Хогийн ил уурхайны налууг бэхжүүлэх шаардлагатай бөгөөд геосеткээр ийм нийлмэл бүтэц үүсгэж, хөрсний хөдөлгөөнийг саатуулж, хог хаягдлыг бусад газар луу шилжихээс сэргийлдэг. Тэдгээрийн ажиллах зарчим болон мэдээж их хитрэлттэй юм - нээлттэй торнууд хөрсний жижиг хэсгүүдтэй хоорондоо бэхлэгдэж, ачааллыг налуу дээр илүү жигд тараана. Энэ нь хажуу чиглэлд үүсэх даралтыг багасгахад тусалдаг бөгөөд зарим тохиолдолд хэвийн бэхжүүлэгдээгүй налуунаас 35% хүртэл бага байдаг. Инженерчлэлийн хувьд механик бэхжүүлэгт хөрсний систем (MSE) гэж нэрлэдэг эдгээрт геосеткийн давхаргууд нь хэвийнхээс илүү хурц өнцгийн налууг барьж боломжийг олгодог бөгөөд ихэвчлэн 45 градусаас давж, бүх бүтэц задрахгүйгээр баригддаг. Хогийн ил уурхай вертикалаар өргөжих жишээнүүд мөн гайхамшигтай зүйлийг харуулж байна: геосеткийн бэхжүүлэг хэрэглэхэд үйлчилгээтэй хэмжээнд 20%-40% илүү их хогийг багтаан байршуулж, тогтвортой байдлын асуудалд санаа зовж байх шаардлагагүй болдог.

Геосетктэй хөрсний бэхжүүлгийн механизм

Георешеткаллагийн үр дүнтэй ажиллахыг хангасан гурван үндсэн механизм байдаг:

1. Нүхний холбоо : Шүргэцэнд орох нь газрын жижиг хэсгүүдийг механикаар хязгаарлаж, ачааллын дор гулсах үзэгдлийг багасгадаг
2. Суултын эсэргүүцэл : Полимер савхнууд нь 80-120 кН/м хүртэлх суналтын бат бөх чанарыг хангаж, хажуу чиглэлд чичирхийлэхийг шингээдэг
3. Хязгаарлалтын нөлөө : Хэвтээ давхаргууд нь хэсгүүдийг илүү сайн хязгаарлах замаар босоо суналтыг 50-70% бууруулдаг

Энэ олон үйлдэлтэй бэхэлгээ нь бермүүдийг 25 кПа-аас дээш ачаалал тэвчих болон 15%-иос хэтрэхгүй ялгаатай суналтыг зохицуулах боломжийг олгодог.

Хотын хатах хогийн цэвэрлэх талбайд георешеткаллага ба хогийн массын хоорондын харилцан үйлчлэл

Нийгмийн хатах хог (MSW) нь нэг төрлийн бус байдал, тасралтгүй задрах зэрэг онцлог шинж чанараараа онцлог дутагдалтай. Георешеткаллагууд эдгээр зориулалтын механизмаар тогтвортой байдлыг сайжруулдаг:

Талбайн өгөгдлүүд нь геосеткойгоор бэхэлсэн шүргэвч нь 12 кН/м³-аас давсан хаягдлын нягттай үед ч бат бөхийн нөхцөл (FoS) 1.5-аас дээш хадгалагддагийг харуулж байна.

Геосеткээр бэхэлсэн ХХА-ийн хогийн цэгцлэлийн налуугийн тал дээрх ажиллагаа

42 дахь хойд америкийн хогийн цэгцлэлтэд явуулсан урт хугацааны хяналт амжилттай байдал үзүүлж байна:

• бэхэлгээгүй налуулаг шугамуудтай харьцуулахад гадаргуун трещинууд 90% бага байна
• арван жилийн турш хугацаанд засвар үйлчилгээний зардал 60% бага байна
• 15 жилийн дараа хамгийн их хажуу деформаци 50 мм-ээс доош байна

Эдгээр системүүд чийгийн агууламж өндөр орчинд найдвартай ажилладаг бөгөөд литт/хоног/м² хурдтайгаар шүүгдэх шингэнийг даах чадвартай байдаг.

Хогийн цэгцлэлтийн барилга дэх геосеткээр бэхэлсэн МСЕ-ийн бермийн загварчлалын зарчим

Хогийн цэгцлэлтийн барилга дахь механикаар тогтворжуулсан хөрс (MSE) системийн инженерийн хувьсахуун

Орчин үеийн хогийн цэгцлэлтийн загварчлал нь 150 кПа-аас илүү вертикаль стрессыг даах, мөн 70° хүртэлх налуугийг дэмждэг геосеткээр бэхэлсэн MSE бермийг ашигладаг. Голлох загварчлалын параметрүүдэд дараахь зүйлс орно:

• Геосетк болон шахмал хөрсийн хоорондын салах хүчний нийцэл (бага биеийн үрэлтийн өнцөг дор хаяж 34° байхыг зөвлөж байна)
• Салгих эсэргүүцлийн туршилтаас хамааран 0.5-1.2 м вертикаль зайтай байрлуулах
• Урт хугацаат шилжилтийн хязгаар (<50 жилийн турш 3% суналт)

2022 оны FHWA-ийн тайлангийн мэдээллээр МХБ цэвэр устгалын газарт хүчирхийлэл үзүүлээгүй хувилбартай харьцуулахад оптимжуулсан MSE бермийн загвар нь хажуу чиглэлд шилжилтийг 58%-иар бууруулдаг.

Георешеткийн байрлал болон үр дүнтэй ажиллахад налуугийн геометр нөлөөлөх нь

Хэвтвэрээс хамааран эргэлтийн гэмтлийг саатуулахын тулд 1:0.5 налалт (H:V) нь 1:1 байрлалтай харьцуулахад 40% илүү бэхэлгээ шаарддагийг тохиолдолын баримтууд харуулж байна.

Геосеткийн бэхэлгээтэй хогийн цэгцлэлтийн бермүүд дэх ачааллын шилжилтийн механизм

Хүчний дахин тархалт гурван үндсэн үйлдлээр явагдана:

1. Мембраны үйлчилгээ – 5% суналттайгаар задралын боломжит хавтгайд түшилцэх
2. Хооронд нь бэхлэгдэх чадварыг сайжруулах – хөрсний хориглох даралтыг 70-110%-иар нэмэгдүүлэх
3. Үрэлтийн идэвхжилт – интерфэйсийн эсэргүүцлийг хамгийн ихдээ 12 кН/м² хүртэл үүсгэх

2021 оны судалгаанаас үзэхэд Геосинтетикс Интернашнл , сайн зохион байгуулсан бермууд нь хажуугийн дэлхийн даралтын 85%-ийг геосеткээр бэхэлсэн давхаргад шилжүүлдэг бөгөөд хогийн масс дахь хамгийн их хүчдэлийг 63%-иар бууруулдаг.

Геосеткээр бэхэлсэн хогийн цэгцийн бермийн ажиллагаа болон тохиолдолын судалгаа

Хажуу дэмжлэг үзүүлэхийн тулд геосетийг MSE бермд хэрэглэх

Геосеткээр бэхэлсэн MSE бермууд нь стрессийг үр дүнтэй дахин тараах нийлмэл бүтэц үүсгэх замаар чухал хажуугийн дэмжлэг үзүүлдэг. Өндөр багтаамжит төслүүдэд нэг чиглэлт геосет нь хазайлтын эвдрэлийн эрсдэлийг бууруулахын тулд гол стрессын чиглэлтэй таарч байрладаг. Жишээ нь, 2024 оны төсөлд 60 кПа-ийн нэмэлт ачаалал дор налууг тогтворжуулахын тулд гибрид хөрс-геосетийн давхаргатай 18 метр өндөртэй MSE бермийг ашигласан.

Идэвхтэй хогийн агуулах сайт дахь геосеттэй хогийн цэгцийн бермийн тохиолдолын судалгаа

2023 онд Нью-Жерсейд томоохон хогийн цэгцлэлтийн төслөөр байгууламжийн багтаамжийг олон улсын стандартын хэрэглээнд давуу талтай, дахин боловсруулсан материал ашигласан геосеткээр бэхэлсэн MSE бермийн тусламжтайгаар ойролцоогоор 1.7 сая тонноор нэмэгдүүлсэн. Хяналтын систем нь 18 сарын турш ялгаатай суурьшилтыг хянаад 5 мм-ээс доош үлдсэн бөгөөд анхны зураглалын тооцоо бараг нарийвчлалтай байсныг баталгаажуулсан. Дэлхий ертөнцөд хандвал 2022 онд Энэтхэгийн Гуджарат мужид инженерчлэлийн шийдэл нь байршил болон байгууламжийн тогтвортой байдлыг хадгалахад тулгарсан ижилхэн дутагдалд тулгарсан. Традицион арга замын оронд олон давхар геосеткийн системийг ашигласан нь зөвхөн асуудлыг шийдвэрлээд зогсохгүй, энгийн барилгын арга техникийн харьцуулахад ойролцоогоор 23% хэмнэсэн. Ийм төрлийн төслүүд нь инновацийн инженерийн шийдэл нь зөв хэрэгжих үед экологийн болон эдийн засгийн давуу талыг хоёуланг нь хангаж чаддагийг харуулж байна.

Бэхэлсэн бермийн суурилуулалтаас авсан урт хугацааны хяналтын өгөгдөл

15 талбайн өгөгдөл (2015-2024) геосеткойн хүчирхийлэгдсэн тэмүүлэг нь 1:1.5-аас илүү налуу хажуугийн тогтвортой байдлыг хангаж, 10 жилийн турш ползучесть хэв гажилт нь 2-3%-д хязгаарлагдаж байгааг харуулж байна. Гол дүгнэлтүүд нь:

• Геосеткой болон шахмал хөрсний хоорондын гадаргуугийн үрэлтийн коэффициент ≥0.85
• доод давхрагын хивс рүү дамжуулагдах хүчдэлийг 65-80% бууруулсан
• Барьж дуусгаад дараах жилийн суналт нь хүчирхийлэгдээгүй хэсгүүд дэх 25-30 см-тэй харьцуулахад жилд 12-15 см хүртэл хязгаарлагдсан

Эдгээр үр дүнгүүд нь EPA-ийн деформацийн шаардлага (10 м өндөрт 5°) -ийг хангахын зэрэгцээ, цэвэрлэх байранд тэлэлтийг орчуулагч чиглэлээр дэмжих геосеткойны үүргийг баталдаг.

Цэвэрлэх байрын вертикаль ба хурц налалттай тэлэлтийн геосинтетик шийдэл

Газрын нөөцийн хязгаарлалт болон зохицуулах шаардлагуудын улмаас цэвэрлэх байрын вертикаль тэлэлтэд шинэчлэлт хийх шаардлага гарч байна. Энд геосинтетик материалыг ашиглан 1V:0.3H (горизонттойгоо 73° өнцөг үүсгэх) налуунаас илүү налууг хангаж боломжтой болсон бөгөөд энэ нь 1V:1.5H налуутай уламжлалт арга замтай харьцуулахад ашиглагдах агаарын зайг 40% -иар нэмэгдүүлдэг бөгөөд хөрс-геосеткойн харилцан үйлчлэлийг ашиглан тогтвортой байдлыг хадгалдаг.

Босоо хаягдал цэгцлэх талбайн өргөтгөлтийн үед налуу ханыг бэхжүүлэхэд геосинтетикийг ашиглах

Хүчтэй геосеткээр шахаж нягталсан хаягдалтай ээлжлэн хавсаргаж, дэвсгэр хөрсний хөндийг 80° хүртэл налуугаар бэхжүүлэх авангард систем. 2024 оны судалгаанд ийм арга нь 18 метрийн босоо өргөтгөлтэйгээр орших хязгаар дотор нэмэлтээр 25% хаягдал багтаах чадварыг нэмэгдүүлснийг харуулсан. Гэрийн хог хаягдлын эсрэг 0.8-аас дээш харилцан үйлчлэлийн үрэлтийн коэффициенттой геосеткүүд хэсгийн хоорондын бэхслээр гулсах үзэгдлийг саатуулдаг.

Өндөр ачаалалтай босоо өргөтгөлтийн дээрх дарамт болон шинэчлэл

Үндсэн дарамтууд нь дараах зүйлсийг багтана:

• Задлагдаж буй ГХХ-д жилд 15 см хүртэл ялгаатай суналт
• Геомембраны зааг дээрх 200 кПа-аас дээш харимхайн хүч
• Шүлтлэгийн түвшин 5-аас бага (pH <5) уусгалтанд өртсөн PET геосеткийн гидролизын эрсдэл

Саяхан гарч ирсэн шийдэл нь гибрид геокомпозит (геосет-геотекстиль хос давхарга) болон бодит цагт хугарлыг хянах системийг нэгтгэж, талбайн туршилтанд деформацийн хурдыг 63%-иар бууруулсан.

Геомембран-хөрсний заагийн тогтвортой байдлын тулд геосинтетик бэхэлгээ

Олон тэнхлэгийн геосеткээр геомембраны харьцангуй шүргэлтийн хүчийг 40-60%-иар нэмэгдүүлдэг бөгөөд дараах арга замаар энэ нь:

• Гадаргуугийн шидэт чанарыг нэмэгдүүлэх (маш их үрэлтийн коэффициент 0.3-с 0.55 хүртэл нэмэгдэнэ)
• Сеткийн нүхлээр ачааллыг тэгш тараах
• Динамик ачаалал дорх стресийн концентрацийг саатуулах

Босоо чиглэлд томруулсан талбайд суурилуулсан давхаргын доор бүрээстэй геосеткээр хянамжийн төлөвлөгөө явуулахад жилд 2 мм-с бага хөдөлгөөн бүртгэгдсэн бөгөөд 10 жилийн үйлчилгээний хугацаанд EPA-ийн тогтвортой байдалын шаардлагыг хангасан.

Материалын сонголт: ХХПЭ ба ПЭТ геосеткүүдийг урт хугацаат хогийн цэгцлэлтийн хэрэглээнд харьцуулах

ХХПЭ ба ПЭТ геосеткүүдийн удаан хугацаанд үргэлжлэх ачааллын дорх муруйлтын зан ашигийн харьцуулах шинжилгээ

HDPE ба PET геосеткийн хооронд сонголт хийхдээ урт хугацааны ползох чанарыг үнэлэх шаардлагатай. Загварчилсан 50 жилийн ачаалал дор PET нь HDPE-ээс 22% бага деформаци үзүүлж, хурдасгасан туршилтанд анхны суналтын бат бэхийн 85%-ийг хадгалдаг. Гэсэн хэдий ч HDPE-ийн вискоз уян хатан чанар нь стрессыг илүү сайн дахин тараах боломжийг олгох бөгөөд тэнцвэргүй суултанд үүссэн орон нутгийн гэмтлийн эрсдэлийг бууруулдаг.

Хурдасгасан ползох туршилт дээр үндэслэсэн урт хугацааны үйл ажиллагааны урьдчилан таамаглал

40°C температурт хийсэн хурдасгасан туршилт нь PET нь 100 жилийн эквивалент экспозицийн дараа дизайн бат бэхийн 90%-ийг хадгалдаг бөгөөд HDPE-ээс илүү амжилттай байгааг харуулж байна, яг одоо HDPE зөвхөн 78%-ийг хадгалдаг. Өндөр стресстэй хэрэглээнд (>50 кН/м) PET нь 3:1 аюулгүй байдлын маржинаар HDPE-ийн 2:1-тэй харьцуулахад давуу талтай байдаг. Гэхдээ PET-ийн илүү их хатуу чанар нь барилгын үед гэмтэх магадлалыг ойролцоогоор 18%-иар нэмэгдүүлдэг тул талбайн нөхцөлд практик ач холбогдолтой байдаг.

Цэвэрлэх талбайд геосеткийн нарийн удаан хугацааны үргэлжлэх хугацаанд нөлөөлөх орчны задралын хүчин зүйлс

Хугацаа өнгөрөх тусам ямар ч материал задардаг вэ гэдэг нь тэдгээрийн налалтад шууд нөлөөлдөг. Жишээ нь HDPE нь химийн бодисын эсрэг сайн тэсвэртэй байдаг бөгөөд хэт хүчиллэг (pH 2) -ээс хүчтэй шүлтлэг орчин (pH 12) хүртэлх нөхцөлд байхад л нийт хүч чадлын зөвхөн ойролцоогоор 5% -ийг алддаг. PET пластик анхны суналтын хүч чадлаараа 25% -иар илүү сайн байдаг ч нарны гэрэлд удаан үед муу тэсвэртэй бөгөөд гадаа орчинд 25 жилийн туршид загварчилсан үедээ ойролцоогоор 18% -иар задардаг. Гэхдээ эдгээр пластик материалын хувьд микробиологийн нөлөөллийн хувьд ижил асуудал байдаг. Эдгээр материалыг янз бүрийн биеийнхэнтэй холбогдуулан лабораторийн шинжилгээний явцад олон жилийн турш тасралтгүй нөлөөлсний дараа жин багасах нь бага байх бөгөөд ихэвчлэн жингийн 3%-иас бага байдаг.

Маргааны шинжилгээ: Полимерийн суурьтай батлуурын хувьд богино хугацааны ашиг орлого эсвэл урт хугацааны найдвартай байдлын аль нь илүү вэ

Инженерийн бага HDPE-ийн 30% зардалын давуу талыг PET-ийн хэрэглээний хугацааг 40% уртасгах боломжтойгоор харьцуулан ялцаж байна. HDPE-г суурилуулахад 12% илүү хурдан байдаг ч гэсэн, газрын 3 цэцэрлэгийн хаягдлын удирдлагын 15 жилийн өгөгдлөөс PET систем нь амьдралын туршид 19% бага засвар үйлчилгээ шаарддаг байна. Энэ нь анхны хэмнэлт ба урт хугацааны найдвартай байдлын хоорондын солилцоог харуулж байна.

Ихэнх асуултууд

Хаягдал цуглуулах газарт геосеткуудыг яагаад ашигладаг вэ?

Геосеткуудыг хаягдал цуглуулах газарт ханын тогтвортой байдлыг нэмэгдүүлэх, хаягдлын нүүлтийг саатуулах, илүү хурц өнцгийн хануудыг бий болгох замаар хаягдлын хадгалалтыг хамгийн их байлгах зорилгоор ашигладаг.

Геосеткууд хөрсийг бэхжүүлэх үндсэн механизмүүд юу вэ?

Геосеткууд нүхийн хоорондох бэхэлгээ, суналтын эсэргүүцэл, хязгаарлалтын нөлөөгөөр хөрсийг бэхэлж, нийлүүлэн тогтвортой байдлыг нэмэгдүүлж, деформацийг бууруулдаг.

Геосеткууд хотын хатуу хаягдлын хамт хэрхэн харилцдаг вэ?

Геосеткүүд нь хогийн цэгцлэлтийн ерөнхий тогтвортой байдал, эсэргүүцэх чадварыг сайжруулахын тулд хатуу хогийн дарагч хүч, ачааллыг дахин тараах, ба цахилгаан дамжуулах нөлөөг нэмэгдүүлдэг.

Геосеткээр бэхэлсэн хогийн цэгцлэлтийн бермийг загварлахад ямар хүчин зүйлсийг авч үздэг вэ?

Үндсэн загварчлалын хүчин зүйлс бол шахагдсан хүчний нийцэл, вертикаль зай, урт хугацааны ползох хязгаар зэрэг нь хогийн цэгцлэлтийн бүтэцтэй илүү үр дүнтэй ажиллах боломжийг олгодог.

Хогийн цэгцлэлтэнд HDPE ба PET геосеткүүдийг харьцуулахад ямар ялгаатай вэ?

Завсарлагаангүй ачаалал дор PET геосеткүүд нь бага хэмжээний деформаци үүсгэж илүү сайн ажилладаг бол HDPE нь өртгийн хувьд илүү боломжийг олгох бөгөөд орон тооны гэмтлээс илүү сайн хамгаалдаг.